ES2893766T3 - Un dispositivo electroforético con amplio intervalo de temperatura de operación - Google Patents
Un dispositivo electroforético con amplio intervalo de temperatura de operación Download PDFInfo
- Publication number
- ES2893766T3 ES2893766T3 ES18207511T ES18207511T ES2893766T3 ES 2893766 T3 ES2893766 T3 ES 2893766T3 ES 18207511 T ES18207511 T ES 18207511T ES 18207511 T ES18207511 T ES 18207511T ES 2893766 T3 ES2893766 T3 ES 2893766T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- polymer
- solid
- electrophoretic
- fluid
- planar
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 318
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 239
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 184
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 143
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 73
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- -1 methylene, difluoromethylene Chemical group 0.000 claims description 127
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 74
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 71
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 18
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 15
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 14
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)phosphinimyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)P(=N)(N(C)C)N(C)C GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 abstract description 54
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 71
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 71
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 70
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 66
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 description 56
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 35
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 30
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 29
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 26
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229920000438 poly[methyl(3,3,3-trifluoropropyl)siloxane] polymer Polymers 0.000 description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 20
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 20
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 20
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 14
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 10
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 9
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 description 9
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 7
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 7
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 238000013006 addition curing Methods 0.000 description 6
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 6
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006459 hydrosilylation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 5
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 5
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 5
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 5
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 4
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 4
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- JTPNRXUCIXHOKM-UHFFFAOYSA-N 1-chloronaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(Cl)=CC=CC2=C1 JTPNRXUCIXHOKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 3
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 3
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001198 elastomeric copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 229940094933 n-dodecane Drugs 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 3
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 229920000638 styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QHPQOYBJOOUQPS-UHFFFAOYSA-N [bis[(dimethyl-$l^{3}-silanyl)oxy]-(3,3,3-trifluoropropyl)silyl]oxy-dimethylsilicon Chemical group C[Si](C)O[Si](O[Si](C)C)(O[Si](C)C)CCC(F)(F)F QHPQOYBJOOUQPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- LTVOKYUPTHZZQH-UHFFFAOYSA-N difluoromethane Chemical group F[C]F LTVOKYUPTHZZQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012761 high-performance material Substances 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- NYMPGSQKHIOWIO-UHFFFAOYSA-N hydroxy(diphenyl)silicon Chemical class C=1C=CC=CC=1[Si](O)C1=CC=CC=C1 NYMPGSQKHIOWIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000013008 moisture curing Methods 0.000 description 2
- 150000004812 organic fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 2
- 238000007342 radical addition reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 2
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 2,3-Dihydrothiophene Chemical compound C1CC=CS1 OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHWHNNDATKIMTC-UHFFFAOYSA-N 6-[3-(1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan-2-yloxy)propyl]-2,2,4,4-tetramethyl-1,3,5,2,4,6-trioxatrisilinane Chemical compound FC(C(C(F)(F)F)(OCCC[SiH]1O[Si](O[Si](O1)(C)C)(C)C)F)(F)F JHWHNNDATKIMTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBEHFRAORPEGFH-UHFFFAOYSA-N Allyxycarb Chemical compound CNC(=O)OC1=CC(C)=C(N(CC=C)CC=C)C(C)=C1 FBEHFRAORPEGFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N Decamethylcyclopentasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUMSDRXLFWAGNT-UHFFFAOYSA-N Dodecamethylcyclohexasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 IUMSDRXLFWAGNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 229920004482 WACKER® Polymers 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- FSIJKGMIQTVTNP-UHFFFAOYSA-N bis(ethenyl)-methyl-trimethylsilyloxysilane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C=C)C=C FSIJKGMIQTVTNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000402 bisphenol A polycarbonate polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000005354 coacervation Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHFWMWVUSYTWDE-XWTMOSNGSA-N dimethamine Chemical compound C1[C@H](CN2C3=O)CN(C)C[C@H]1C2=CC=C3C(CCC(=O)N1C2)=C1[C@@H]1C[C@@H]2CN(C)C1 IHFWMWVUSYTWDE-XWTMOSNGSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004428 fluoroalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- KXUHSQYYJYAXGZ-UHFFFAOYSA-N isobutylbenzene Chemical compound CC(C)CC1=CC=CC=C1 KXUHSQYYJYAXGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000037230 mobility Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical group 0.000 description 1
- 239000012053 oil suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006294 polydialkylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003847 radiation curing Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000440 toxicity profile Toxicity 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(prop-2-enyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CC=C LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
- E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
-
- 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
-
- 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
- E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
- E06B2009/2464—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds featuring transparency control by applying voltage, e.g. LCD, electrochromic panels
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
Un dispositivo electroforético (101) que comprende un primer electrodo (60) y un segundo electrodo (60) espaciado de dicho primer electrodo, y entre dichos electrodos una celda electroforética (809) que contiene una tinta electroforética (830) y uno o más elementos poliméricos sólidos, no planares (808), en donde dicha tinta incluye partículas cargadas (11) de por lo menos un tipo suspendidas en un fluido de suspensión (820), en donde dicho fluido de suspensión está en contacto con uno o más de dichos elementos poliméricos sólidos, no planares, caracterizado porque dicho polímero sólido, no planar resiste la expansión por dicho fluido de suspensión, la expansión en menos de 15% en un intervalo de temperatura de operación de dicho dispositivo que abarca por lo menos 30 grados Celsius, y, 75% o más en masa de dicho fluido de suspensión es una organosilicona o un hidrocarburo alifático, y dichos elementos poliméricos sólidos, no planares consisten en un polímero elastomérico fluorado.
Description
DESCRIPCIÓN
Un dispositivo electroforético con amplio intervalo de temperatura de operación
Campo
La presente invención se refiere a un dispositivo electroforético para usar en un amplio intervalo de temperatura de operación.
Antecedentes de la invención
Existe la necesidad de un dispositivo electro-óptico que en uno o más estados de luz sea transparente a la luz visible y en otros estados de luz atenúe la luz. Las aplicaciones para dicho dispositivo incluyen el uso de un atenuador de luz en un vidrio inteligente, el uso como una pantalla transparente o el uso de una pantalla reflectante que sea legible a la luz del sol. Al controlar la transmitancia de luz en ventanas, fachadas de vidrio o sistemas de techo, se pueden proporcionar funciones como transparencia, privacidad (opacidad), matiz o atenuación electrónicamente variables, u oscurecimiento. En dispositivos de pantalla, la funcionalidad se puede extender hacia áreas nuevas como proporcionar pantallas translúcidas (es decir, transparentes) y proporcionar pantallas reflectantes de formato grande legibles a la luz del sol para aplicaciones al aire libre.
Existe la necesidad de un dispositivo electroforético para operar en un amplio intervalo de temperatura en el exterior en una ubicación geográfica (es decir, clima de áreas locales). Una unidad de vidrio aislante (IGU) que incorpora un dispositivo electroforético laminado en su panel exterior expone el dispositivo a temperaturas semejantes a las del exterior. Asimismo, un dispositivo con IGU incorporada se expone a la luz solar y requiere la fotoestabilidad necesaria (es decir, resistencia a la intemperie)
Al nivel del suelo en climas calurosos, el nivel de energía en los tres espectros de luz solar por metro cuadrado con el sol en su cénit es de aproximadamente 32 watts (3%) de UV, 445 watts (44%) de visible y 527 watts (53%) de infrarrojo, o aproximadamente 1.004 watts totales. En general, la técnica anterior de pantallas de vidrio inteligente y para exterior no describe lo que sucede con esta energía solar cuando es absorbida por los estados de iluminación, y es en gran medida silenciosa con respecto a opera a temperatura elevada debido a la acumulación de calor dentro de un dispositivo que absorbe energía solar incidente.
Los problemas que enfrenta un dispositivo electroforético debido al uso a temperatura elevada incluyen un aumento importante de la bruma con respecto a una temperatura ambiente normativa (es decir, de referencia) y aumento importante de la capacidad de que el fluido de suspensión se disuelva/solubilice o expanda elementos poliméricos dentro de la celda electroforética y en contacto con el fluido (p. ej., estructuras poliméricas no planares y partículas cargadas). El problema de la bruma es proporcional a la temperatura y reversible. Un dispositivo electroforético que tiene bruma mínima (es decir, aproximadamente 3% o menos) a 20 grados C (temperatura de referencia del índice de refracción) puede desarrollar un incremento perceptible de la bruma entre aproximadamente 30 grados C y ascender hasta tornarse turbia o translúcida a aproximadamente 70 grados C. El problema de disolución o expansión polimérica se desarrolla con el tiempo y el uso de dispositivos/métodos de la técnica anterior provoca la falla del dispositivo con el transcurso de los días o meses, dependiendo de la selección de material y del número total de horas a temperatura elevada. Por ejemplo, en dispositivos que usan hidrocarburos alifáticos para el fluido de suspensión (p. ej., la gama Isopar de Exxon Mobil), el fluido de suspensión puede convertirse en un disolvente eficaz para un polímero a temperatura elevada a la vez que no es disolvente a temperatura ambiente. Asimismo, a menos que se tomen medidas para administrar la acumulación de calor en climas muy calurosos, la temperatura de uso continuo máxima de un polímero se puede exceder, lo que conduce a degradación térmica con el paso del tiempo. Por ejemplo, PMMA (es decir, polimetilmetacrilato) y la mayoría de los poliuretanos tienen una temperatura de uso continuo máxima (también conocida como su temperatura de servicio) de aproximadamente 90 grados C o menos.
La temperatura de operación muy baja también causa un aumento importante de la bruma con respecto a una temperatura de operación normativa, y la viscosidad del fluido de suspensión puede aumentar hasta múltiplos de su valor a 20 grados C, conduciendo a tiempos de conmutación inaceptablemente largos o a la imposibilidad de conmutación. En dispositivos de la técnica anterior que usan hidrocarburos alifáticos lineales para el fluido de suspensión, se pueden formar cristales de cera en el fluido, causando un aspecto turbio o translúcido de aproximadamente -10 grados C o menos.
En síntesis, existe la necesidad de un dispositivo electroforético de permanecer sin bruma (es decir, bruma mínima) y de operar de manera fiable en el amplio intervalo de temperatura que se encuentra al aire libre en áreas geográficas destinadas al uso. Asimismo, debido a la absorción de energía solar en algunos estados de luz, se requiere una operación a temperatura elevada significativamente mayor que la temperatura ambiente máxima. Los principales problemas asociados con los dispositivos de la técnica anterior, cuando se operan en un amplio intervalo de temperatura y se exponen a la luz solar, pueden incluir algunos de los siguientes o todos:
a) bruma que aumenta en proporción a la diferencia de temperatura con una temperatura de referencia o normativa, y se torna perceptible a partir de una diferencia de alrededor de 10 grados Celsius o más;
b) disolución o expansión polimérica por el fluido de suspensión a temperatura elevada con el transcurso del tiempo;
c) degradación térmica con el transcurso del tiempo si un polímero se somete a uso continuo mayor que su temperatura de servicio;
d) tiempos de conmutación inaceptablemente largos o imposibilidad de conmutación a baja temperatura ambiente;
e) cristalización del fluido de suspensión a baja temperatura ambiente; y,
f) degradación fotoinducida por la luz solar de materiales poliméricos y fluido de suspensión con el paso del tiempo.
El documento WO 2013/110564 A1 describe un dispositivo de pantalla electroforética que tiene una tinta electroforética encapsulada en cápsulas que se mantienen en una matriz polimérica. El índice de refracción de la tinta electroforética es un índice que se corresponde con el polímero de la vaina de las cápsulas, y éste a su vez es el índice que se corresponde con la matriz polimérica. Preferiblemente, la correspondencia del índice es igual o menor que 0,005.
El documento US 2002/186197 A1 describe un dispositivo electroforético reflectante que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo espaciado de dicho primer electrodo, y entre dichos electrodos, una celda electroforética que contiene una tinta electroforética y uno o más elementos esféricos poliméricos sólidos no planares, en donde dicha tinta incluye partículas cargadas de por lo menos un tipo suspendidas en un fluido de suspensión, en donde dicho fluido de suspensión está en contacto con uno o más de dichos elementos poliméricos sólidos no planares. Las esferas son blancas u opacas, o altamente reflectante.
El documento US 2012/134010 A1 describe una pantalla electroforética con un fluido electroforético que comprende partículas blancas no móviles, un primer tipo de partículas de pigmento cargadas que son negras, y un segundo tipo de partículas de pigmento cargadas que son de color transparente u opacas, y un disolvente o mezcla de disolventes. Las partículas no móviles y los dos tipos de partículas de pigmento cargadas se dispersan en el disolvente o mezcla de disolventes, y los dos tipos de partículas cargadas están cargadas en forma opuesta.
El documento EP 2073057 A2 describe un dispositivo de pantalla electroforética transflectiva con paredes de celdas transparentes que compartimentan múltiples celdas rellenas con una tinta electroforética.
El documento US 2004/012839 A1 describe un medio electroforético que incluye una cápsula que comprende una pared de la cápsula y una fase interna encapsulada por la pared de la cápsula, en donde la fase interna comprende un fluido de suspensión y una pluralidad de partículas cargadas. La pared de la cápsula está formada por un material que es expansible por el fluido de suspensión.
Compendio de la invención
En un primer aspecto, se da a conocer un dispositivo electroforético de acuerdo con la reivindicación 1.
En algunas realizaciones, los índices de refracción de dichos elementos poliméricos sólidos y dicho fluido de suspensión se corresponden para tener una diferencia de menos de 0,0075, y los índices de refracción correspondidos a 25 grados Celsius y 589,3 nm de luz (es decir, nD25) son inferiores a 1,460.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido no planar es un elastómero y tiene una temperatura de transición vítrea (es decir, Tg) inferior a 20 grados Celsius (es decir, 293K) y tiene reticulaciones.
En realizaciones, dichas partículas cargadas se desplazan de posición en dicho fluido de suspensión en respuesta a un campo eléctrico aplicado usando dichos electrodos.
En realizaciones, dichas partículas cargadas son sensibles a un campo eléctrico aplicado a dicho dispositivo electroforético para moverse entre: un primer estado de luz extremo en el que las partículas se diseminan en forma máxima dentro de dicha celda para ubicarse en una vía de luz solar a través de la celda y para atenuar fuertemente la luz transmitida a través de la celda, y un segundo estado de luz extremo en el que dichas partículas se concentran en forma máxima dentro de la celda para quitarlas de la celda de luz solar a través de la celda y para transmitir sustancialmente luz a través de dicha celda.
En realizaciones, los coeficientes termo-ópticos correspondidos son ambos negativos y tienen una magnitud mayor que 2,25 x 10-4/K, y preferiblemente mayor que 3,0 x 10-4/K, y lo más preferiblemente mayor que 3,25 x 10-4/K.
En algunas realizaciones, dichas correspondencias de coeficientes termo-ópticos tienen una diferencia de media aritmética de menos de 0,000125/K en magnitud, y más preferiblemente menos de 0,0001/K y lo más preferiblemente menos de 0,000075/K.
En algunas realizaciones, dicha correspondencia de coeficientes termo-ópticos está por encima de todo el intervalo de temperatura de operación.
En algunas realizaciones, dicha temperatura de transición vitrea (es decir, Tg) es inferior a la temperatura de operación más baja de dicho dispositivo electroforético, y preferiblemente menos de cero grados Celsius (es decir, 273K), más preferiblemente menos de -10 grados Celsius (es decir, 263K), incluso más preferiblemente menos de -20 grados Celsius (es decir, 253K), y lo más preferiblemente menos de -40 grados Celsius (es decir, 233K).
En realizaciones, dicho coeficiente termo-óptico de dicho polímero sólido elastomérico se corresponde estrechamente con dicho fluido de suspensión a través de la selección de su densidad de reticulación (es decir, en dichos elastómeros dn/dT es proporcional a la densidad o el grado o nivel de reticulación).
En realizaciones, dicho polímero sólido resiste la expansión por dicho fluido de suspensión, preferiblemente por menos de 10%, y más preferiblemente por menos de 5%, e incluso más preferiblemente por menos de 2%, y lo más preferiblemente por menos de 1%.
En algunas realizaciones, la dispersión cromática de dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico y dicho fluido de suspensión se minimiza y (usando su número Abbe Vd como medida de dispersión cromática) sus números Vd son preferiblemente mayores que 42 y lo más preferiblemente mayores que 43.
En algunas realizaciones, el número Abbe de uno o ambos materiales (es decir, polímero sólido o fluido de suspensión) puede ser menos del límite de resolución de dispersión cromática óptica, y en estas realizaciones el material con el número Abbe más bajo se corresponde para tener una diferencia de menos de 8, y más preferiblemente menos de 5, y lo más preferiblemente menos de 3, con respecto al menor del Vd de otros materiales o al Vd de resolución óptica mínima.
En realizaciones, el contenido aromático (es decir, arilo) de dicho par de polímero sólido no planar y dicho fluido de suspensión se minimiza con el fin de maximizar dicho número Abbe para cada material.
En realizaciones, dicho contenido aromático se minimiza o evita en dispositivos que reducen el índice de refracción del polímero sólido no planar para corresponderse con el índice de un fluido de suspensión de índice reducido que tiene poco o ningún contenido aromático (incluidos fluidos de silicona y alcanos).
En realizaciones, los límites de dispersión cromática permisible (es decir, el número Abbe mínimo de un material) toman en cuenta la respuesta fotópica (o función de luminosidad) del ojo.
En realizaciones, el intervalo de temperatura de operación permite la operación entre 0 grados Celsius y 70 grados Celsius (este último para permitir el uso a temperatura elevada en caso de acumulación significativa de calor debido a la absorción de energía solar en climas calurosos), y más preferiblemente entre -10 grados Celsius y 70 grados Celsius, incluso más preferiblemente entre -20 grados Celsius y 85 grados Celsius, y lo más preferiblemente entre -40 grados Celsius y 100 grados Celsius.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar es viscoelástico para temperaturas superiores a dicha temperatura de transición vítrea (y preferiblemente por encima del intervalo de temperatura de operación de dicho dispositivo); y su módulo de Young (es decir, E) es inferior a 50 MPa, y su dureza (Shore A) es inferior a 90.
En algunas realizaciones, dicha correspondencia del índice de refracción tiene una diferencia de menos de 0,005, y más preferiblemente menos de 0,0035, y lo más preferiblemente menos de 0,002.
En algunas realizaciones, dicha correspondencia del índice de refracción está en el punto medio de un intervalo de temperatura, y es o bien el intervalo más utilizado (o más encontrado) o el intervalo de operación.
En algunas realizaciones, los índices de refracción correspondidos a 25 grados Celsius y 589,3 nm de luz (es decir, nD25) son preferiblemente inferiores a 1,445, y más preferiblemente inferiores a 1,434, y lo más preferiblemente inferiores a 1,426.
Preferiblemente, el índice de refracción del polímero sólido se reduce para corresponderse con el índice de refracción bajo de fluidos de suspensión típicos tales como hidrocarburos alifáticos, o el fluido de suspensión preferido de este documento, organosilicona.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico, ópticamente transparente tiene 3% o menos de bruma en su volumen (es decir, internamente en menos de 50 micrómetros de espesor), y preferiblemente menos de 2%, y lo más preferiblemente menos de 1%.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico ópticamente transparente tiene una birrefringencia de menos de 0,005.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico, ópticamente transparente es o bien amorfo (preferido) o tiene segmentos cristalinos de escala nanométrica. De otra forma es un polímero amorfo y es semi-cristalino.
En realizaciones que tienen polímero semi-cristalino por lo menos 50%, y preferiblemente por lo menos 85%, de los segmentos cristalinos tienen una dimensión máxima de 200 nm, y preferiblemente una máxima de 125 nm, y más preferiblemente una máxima de 85 nm, y lo más preferiblemente una máxima de 65 nm.
En realizaciones que tienen un elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico amorfo, dicha propiedad viscoelástica depende de la densidad de las reticulaciones covalentes (es decir, químicas) que reticulan moléculas que oscilan entre macromoléculas de oligómero a polímero (que comprende múltiples unidades monoméricas), y dicho elastómero es una goma termoestable homogénea.
En realizaciones que tienen un elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico semicristalino, dicha propiedad viscoelástica depende de la densidad de las reticulaciones físicas provistas por segmentos cristalinos, y dicho elastómero es una goma termoplástica.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico tiene enlaces flexibles en su esqueleto e incluye uno o más de los siguientes enlaces: éter (es decir, R-O-R'), siloxano (es decir, Si-O-Si), fluoroéter (es decir, CF2-O-CF2), tioéter (es decir, R-S-R'), metileno (es decir, CH2), difluorometileno (es decir, CF2) o fosfaceno (es decir, N=P); y se prefiere siloxano.
En realizaciones, el 75% o más de dicho fluido de suspensión incluye uno o más de los siguientes, o copolímeros de dos de los siguientes: un compuesto hidrocarbonado alifático, un compuesto de organosilicona, un compuesto de organoflúor (p. ej., fluorocarbono, perfluorocarbono o perfluoroalcoxi), o un compuesto de fluorosilicona (p. ej., fluoroalquilsiloxano); y, el fluido de suspensión preferido es un polímero de bajo peso molecular y tiene unidades de repetición que comprenden uno o más de: dimetilsiloxano, dietilsiloxano, metilalquilsiloxano, dialquilsiloxano o metilfenilsiloxano.
En realizaciones, dicho fluido de suspensión comprende 75% o más de oligómeros o polímeros de cadena corta (o copolímeros), y la viscosidad cinemática resultante a 75 grados Celsius es más de 2 cSt, y preferiblemente más de 3 cSt, y lo más preferiblemente más de 3,5 cSt.
En algunas realizaciones, la viscosidad cinemática resultante a -25 grados Celsius es menos de 350 cSt, y preferiblemente menos de 200 cSt, y lo más preferiblemente menos de 125 cSt.
En algunas realizaciones, una minoría de polímero de alto peso molecular se disuelve en dicho fluido de suspensión como un aditivo minoritario y es polidimetilsiloxano, polidietilsiloxano o polimetilalquilsiloxano.
En realizaciones, dicho fluido de suspensión tiene un punto de ebullición a presión atmosférica de por lo menos dos veces dicha temperatura de operación máxima del dispositivo en grados Celsius, y preferiblemente por lo menos 200 grados Celsius, y un punto de fluidez por lo menos 1,5 veces menor que la temperatura de operación mínima, y preferiblemente por lo menos -30 grados Celsius (es decir, 243K), y más preferiblemente por lo menos -45 grados Celsius (es decir, 228K), y lo más preferiblemente por lo menos -55 grados Celsius (es decir, 218K); y dicho fluido de suspensión está libre de cristales (de la cristalización del fluido) que tienen una dimensión mayor que 200 nm a dicha temperatura de operación mínima del dispositivo.
En realizaciones, dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico tiene una temperatura de uso continuo máxima (es decir, temperatura de servicio) significativamente mayor que la temperatura de operación máxima de dicho dispositivo, y preferiblemente mayor que 125 grados Celsius, más preferiblemente mayor que 150 grados Celsius, y lo más preferiblemente mayor que 175 grados Celsius.
En realizaciones, dicho polímero sólido, no planar, elastomérico incluye los siguientes polímeros o copolímeros o terpolímeros (incluidos con otros polímeros) que usan uno o más de los siguientes: un polisiloxano, un polímero de fluoroalcano, un polímero de perfluoroéter, un polímero de fluorosilicona, un polímero de (met)acrilato fluorado, un polímero de fluorosilicona (met)acrilato, un polímero de poliolefina fluorado, un policarbonato alifático fluorado, o un poliuretano fluorado, y los copolímeros incluyen un copolímero de fluorosilicona-co-siloxano, un copolímero de fluorosilicona-co-fluoroalcano o un copolímero de fluoroéter-co-siloxano.
En realizaciones que tienen un elastómero fluorado, su polímero (o copolímero) tiene por lo menos un grupo colgante que contiene un CF3 (resto); y el polímero fluorado incluye una unidad de repetición del tipo fluoroalquilsiloxano tal como (aunque sin limitarse a ello) metiltrifluoropropilsiloxano (MTFPS), metilpentafluorobutilsiloxano, metilheptafluoropentilsiloxano o metilnonafluorohexilsiloxano. Alternativamente, el polímero fluorado tiene una unidad de repetición del tipo fluoroalcoxialquilsiloxano.
En algunas realizaciones, dicho fluido de suspensión es una organosilicona y/o un hidrocarburo alifático, y dicho polímero sólido, no planar es un polímero fluorado, elastomérico, y preferiblemente dicho fluido de suspensión es aceite de silicona que comprende 75% o más (% en mol) de una o más de las siguientes unidades de repetición de polímero: dimetilsiloxano, metilalquilsiloxano o metilfenilsiloxano, y dicho polímero sólido es una fluorosilicona o un copolímero que contiene fluorosilicona que comprende más de 10% (% en mol) metiltrifluoropropilsiloxano, y preferiblemente más de 20%, y lo más preferiblemente más de 25%.
Ventajosamente, en estas realizaciones los elastómeros de siloxano fluorados tienen una constante dieléctrica mayor que los fluidos de organosilicona o los fluidos hidrocarbonados alifáticos.
En realizaciones alternativas, dicho fluido de suspensión es una fluorosilicona o un copolímero que contiene fluorosilicona que tiene por lo menos un grupo colgante que contiene un grupo fenilo, y dicho polímero sólido no planar es un elastómero de polisiloxano; y preferiblemente dicho fluido de suspensión comprende más de 10% (% en mol) de metiltrifluoropropilsiloxano, y preferiblemente más de 20%, y lo más preferiblemente más de 25%, y dicho polímero sólido es polidimetilsiloxano.
En algunas realizaciones, dicho polímero sólido, no planar, elastomérico puede tener múltiples grupos funcionales de curado, incluidos grupos de curado térmico y foto-curado.
En realizaciones, la química de curado reticulado en dicho elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico que tiene un esqueleto de siloxano incluye uno de: sistema de adición de hidrosililación catalizada con platino, sistema catalizado de radicales libres de peróxido, sistema de condensación de estaño o zinc, sistema de adición de radicales libres de tiol-eno, o polímeros funcionales de acrilato y metacrilato curado ultravioleta (es decir, siloxanos funcionales de acriloxipropilo o metacriloxipropilo); y se prefiere el curado de adición de hidrosililación catalizada con platino.
En algunas realizaciones, dicho elastómero de esqueleto de siloxano tiene un prepolímero en la forma de un kit líquido de dos partes que comprende un componente base (es decir, catalizador y vinilo) en una parte y un componente de curado (es decir, reticulador) en la otra parte, y dicha densidad de reticulación se puede variar seleccionando la relación de las dos partes en el prepolímero resultante y curando dicho polímero sólido, elastomérico.
En algunas realizaciones, dicha densidad de reticulación se puede variar además seleccionando la longitud de la cadena de la fluorosilicona terminada con vinilo (o copolímero de fluorosilicona) en dicho componente base, y/o incorporando grupos sustituyentes vinilo en dicha cadena, y seleccionando el porcentaje de hidruro en dicho componente de curado.
En algunas realizaciones, dicho prepolímero de elastómero y dicho fluido de suspensión se corresponden en lotes; y, en realizaciones alternativas, dicho polímero sólido, no planar, elastomérico, curado y dicho fluido de suspensión se corresponden en lotes.
En algunas realizaciones, como se definió anteriormente, el índice de refracción de los elementos poliméricos sólidos, no planares dentro de una celda electroforética son correspondidos en índice de refracción con el fluido de suspensión en la mitad o más del intervalo de temperatura de operación, equiparando el coeficiente termo-óptico del polímero sólido con el coeficiente del fluido ópticamente transparente. Esto se logra usando polímero sólido, elastomérico ópticamente transparente. Además, en algunas realizaciones, se corresponden la dispersión cromática del polímero sólido y el fluido de suspensión.
Algunas realizaciones evitan aumentar la solubilidad y toxicidad del fluido de suspensión reduciendo el índice de refracción del polímero sólido, no planar, elastomérico para que se corresponda el índice con los fluidos de suspensión de bajo índice de refracción. Para esto, se usa un polímero sólido fluorado en algunas realizaciones. Asimismo, el polímero sólido fluorado imparte a las realizaciones excelente resistencia química (no soluble ni expansible) para fluidos de bajo índice de refracción tales como aceite de silicona y aceite hidrocarbonado alifático a temperatura elevada prolongada y una vida útil medida en años. Las opciones de materiales preferidos, tales como fluido de suspensión de polisiloxano y polímero sólido de fluorosilicona, proporcionan fotoestabilidad, temperatura de servicio y operación a baja temperatura.
En realizaciones, dichas partículas cargadas se desplazan entre dichos primero y segundo estados de luz para proveer por lo menos un estado de luz intermedio entre dicho primero y segundo estados, y dicho estado de luz intermedio tiene una transmitancia de luz intermedia de aquella de dichos primero y segundo estados de luz.
En algunas realizaciones, dicho dispositivo electroforético posee por lo menos un estado de luz que es sustancialmente transparente a la luz visible para proporcionar acceso visual a través del mismo.
En algunas realizaciones, dicho dispositivo electroforético puede ser una capa de una lámina de vidrio y ser una ventana, o un dispositivo puede incorporar una superficie reflectante en forma especular y ser un espejo, o se puede usar un atenuador de luz como una persiana, un modulador de luz, una hoja de transmitancia de luz variable, una hoja de absorbancia de luz variable, una lámina de reflectancia de luz variable, una ventana de evitación del resplandor de la luz solar o visor, una pantalla translúcida, un monocromo, una pantalla reflectante, o una pantalla reflectante a color que usa un filtro de color con dicha pantalla monocromo.
En algunas realizaciones, dicha celda electroforética comprende dicha tinta electroforética distribuida en volúmenes discretos o semi-discretos, y dichos volúmenes de dicha tinta electroforética forman una monocapa que es adyacente a uno de dichos electrodos en un lado y adyacente a dicha estructura polimérica no planar que comprende una monocapa de salientes de empaquetamiento compacto (es decir, bolas o hemisferios de polímero) en el lado opuesto, y los salientes se proyectan hacia los volúmenes y están en contacto con el fluido de suspensión, y dichas partículas cargadas se desplazan de (es decir, son desviadas por) la superficie de un saliente que se proyecta hacia dicho
volumen en respuesta a un campo eléctrico aplicado para concentrarse en el espacio entre los salientes (es decir, los intersticios) en dicho segundo estado de luz.
En algunas realizaciones, dichos electrodos son transparentes y están recubiertos con un par de sustratos, y preferiblemente dichos sustratos son sustratos de película y dicho dispositivo electroforético es un dispositivo de película electroforético.
En algunas realizaciones, dicho dispositivo de película electroforético está laminado entre un par de capas adhesivas (p. ej., intercapas EVA) y un par de paneles de vidrio, y cada capa adhesiva cubre prácticamente toda la superficie de cada panel y se une a una cara opuesta de dicho dispositivo electroforético hacia una cara de un panel, y la lámina electroforética es un monolito.
En realizaciones alternativas, una lámina electroforética comprende dicho dispositivo de película electroforético aplicado a un panel rígido usando una capa adhesiva.
Incluso en otras realizaciones alternativas, una lámina electroforética comprende dicho dispositivo de película electroforético aplicado a una lámina de vidrio (p. ej., panel de vidrio intercapa PVB panel de vidrio) usando una capa adhesiva, y preferiblemente dicho adhesivo es un adhesivo sensible a presión.
En algunas realizaciones, dichos paneles de vidrio se tratan para que sean más resistentes al choque térmico, usando uno de los siguientes procesos: fortalecimiento con calor, endurecimiento químico o endurecimiento térmico.
En algunas realizaciones, se puede reducir en gran medida o eliminar el riesgo de rotura espontánea de dichos paneles de vidrio debido al estrés térmico, sometiendo los paneles resistentes al calor, endurecidos químicamente o endurecidos térmicamente a una prueba de inmersión térmica o tratamiento que a través de un proceso de eliminación identifica paneles buenos para uso como paneles en dicha lámina electroforética.
Las realizaciones de la invención se pueden incorporar como parte de una unidad de vidrio aislante (IGU) que tiene una cavidad entre un panel interior y un panel exterior, y se dice que uno de los paneles interior o exterior es la lámina electroforética.
En uso, algunas realizaciones se montan en un marco que define una abertura y funciona como una ventana electroactiva.
En algunas realizaciones, la acumulación de calor causada por las partículas cargadas que absorben la energía de la luz solar se reduce a aproximadamente la mitad usando partículas cargadas selectivas de la longitud de onda que sustancialmente transmiten o reflejan el espectro de rayos infrarrojos (en comparación con las partículas cargadas que absorben todas las bandas).
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se describirán ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1A muestra una realización 101 de la presente invención en un primer estado de luz. La tinta electroforética 830 tiene partículas negras cargadas negativamente 11, y la tinta se divide en cavidades 80 usando una etapa de procedimiento PIPS.
La Figura 1B muestra la realización 101 de la Figura 1A en un segundo estado de luz.
Descripción detallada
La presente invención da a conocer un dispositivo electroforético cuya celda electroforética posee uno o más estados de luz transparentes. El dispositivo presenta un amplio intervalo de temperatura de funcionamiento adecuado para muchos de los climas que se encuentran en partes muy pobladas del mundo. Ventajosamente, el dispositivo es adecuado para aplicaciones expuestas a temperaturas exteriores y a la luz solar. En un primer aspecto, el índice de refracción de los elementos poliméricos sólidos, no planares dentro de la celda electroforética se corresponde con el índice de refracción del fluido de suspensión en la mitad o más del intervalo de temperatura de operación, correspondiendo el coeficiente termo-óptico (es decir, el coeficiente de temperatura del índice de refracción según Kelvin, también conocido como el diferencial del índice de refracción con respecto a la temperatura dn/dT) del polímero sólido con el coeficiente del fluido ópticamente transparente. Esto se logra usando un polímero sólido, elastomérico ópticamente transparente.
En otro aspecto, la dispersión cromática de los elementos poliméricos sólidos, no planares y el fluido de suspensión se minimiza para estar cercana o ser inferior a la resolución del ojo de un observador estándar, y preferiblemente la dispersión cromática de ambos se equipara si está dentro del intervalo que puede percibir el ojo. Esto se logra minimizando el contenido aromático (es decir, arilo) de ambos.
En otro aspecto, los índices de refracción correspondidos de los elementos poliméricos sólidos, no planares y el fluido de suspensión son inferiores a 1,46. Esto tiene el efecto de reducir el índice de refracción del polímero sólido, no planar para corresponderse con el índice de un fluido de suspensión de bajo índice de refracción, evitando de este modo un incremento en la solubilidad y toxicidad del fluido de suspensión asociado con los fluidos de índices altos. El polímero sólido fluorado (sinónimo de parcialmente fluorado en este documento) se usa en algunas realizaciones como forma de reducir el índice de refracción del polímero sólido no planar.
En otro aspecto, la vinculación del fluido de suspensión y los elementos poliméricos sólidos, no planares comprende una organosilicona y/o un fluido de suspensión hidrocarbonado alifático y un polímero no planar, elastomérico, fluorado. El polímero sólido fluorado imparte a las realizaciones excelente resistencia química (no soluble ni expansible) para fluidos de bajo índice de refracción tales como aceite de silicona y aceite de isoparafina (un alcano o hidrocarburo alifático) a temperatura elevada prolongada y una vida útil medida en años.
A través de los métodos y materiales descritos, un intervalo de temperatura de operación de una realización es significativamente mayor que en los dispositivos electroforéticos de la técnica anterior y abarca por lo menos 30 grados Celsius, y preferiblemente 50 grados o más, y más preferiblemente 70 grados o más. En algunas realizaciones, el intervalo de temperatura de operación oscila entre 0 grados Celsius y 70 grados Celsius (este último para permitir el uso de temperatura elevada en caso de acumulación significativa de calor debido a la absorción de energía solar en climas calurosos), y más preferiblemente entre -10 grados Celsius y 70 grados Celsius, incluso más preferiblemente entre -20 grados Celsius y 85 grados Celsius, y lo más preferiblemente entre -40 grados Celsius y 100 grados Celsius. Los materiales descritos para uso en realizaciones son materiales de alto rendimiento, ya que esta clasificación se refiere al uso al aire libre. Ventajosamente, estos materiales también proporcionan realizaciones con muy buena fotoestabilidad.
En realizaciones, la celda electroforética tiene uno o más elementos poliméricos sólidos, no planares en contacto con un fluido de suspensión. Un elemento polimérico, sólido, no planar se refiere a cualquier superficie de polímero sólido en contacto con el fluido de suspensión que no es continuamente paralela a las caras de la celda electroforética. En este sentido, una capa aislante continua (es decir, una capa polimérica sólida dieléctrica) formada en la superficie de un sustrato no constituye un elemento polimérico no planar, pero una capa aislante con patrones constituye un elemento no planar. En una definición alternativa, cualquier elemento polimérico sólido dentro de una celda electroforética que causa dispersión de luz, a menos que el índice de refracción correspondido con el fluido de suspensión constituya elementos no planares. Se ha de apreciar que una capa polimérica continua que tiene una superficie paralela a las caras de un dispositivo electroforético no necesita corresponderse en índice de refracción para evitar la dispersión de luz, y los ejemplos de dichas capas incluyen sustratos de PET, capas adhesivas de espesor uniforme o capas aislantes de espesor uniforme. No hay requisito para corresponder el índice de refracción de los sustratos PET con los electrodos ITO o con la celda electroforética para evitar la dispersión de luz, ya que los sustratos son continuos y paralelos a las caras del dispositivo.
Los ejemplos de dispositivos electroforéticos preferidos se describen en la solicitud de patente irlandesa relacionada No. S2013/0104 titulada "An Electrophoretic Device Having a Transparent Light State" presentada el 22 de marzo de 2013 (expediente P106878IE00). Las figuras 1A y 1B muestran la realización 101 basada en un dispositivo de este tipo y se describen sucesivamente. El aspecto de fabricación al que se hace referencia en ese documento incluye una descripción de un dispositivo que usa cavidades con forma de cubierta esférica en una estructura no planar para concentrar o recoger partículas cargadas en un estado de luz transparente, y se apreciará que las realizaciones de este documento pueden ser igualmente de este tipo. El documento US2011/0149376 describe dispositivos electroforéticos híbridos, y cuando los métodos y materiales descritos en este documento se aplican a dichos dispositivos son capaces de proporcionar estados de luz ópticamente transparentes. La capa dieléctrica con patrones en ese documento corresponde a un elemento polimérico, sólido, no planar para los fines del presente documento. En dichas realizaciones, las partículas cargadas se recogen en rebajes fotolitográficamente formados en un polímero sólido, no planar en un estado de luz transparente y se dispersan dentro del fluido de suspensión en un estado de luz oscuro. La interfaz entre los rebajes y el fluido de suspensión causa dispersión de luz significativa (particularmente para ángulos de visualización agudos) a menos que el índice de refracción se equipare con el fluido de suspensión. Éstas y otras realizaciones serán obvias a partir de los métodos y materiales descritos en la presente invención.
En la técnica anterior, se conoce la correspondencia del índice de refracción de un fluido de suspensión con una cápsula/envoltura encapsulante y el aglutinante/matriz de polímero dentro de una celda electroforética (es decir, elementos poliméricos no planares), véase, por ejemplo, el documento US6.515.649 de E Ink. Pero la técnica anterior de dispositivos electroforéticos no describe polímeros ópticamente transparentes adecuados, y los aglutinantes de poliuretano descritos en US6.515.649 de E Ink son poliuretanos alifáticos, termoestables, semicristalinos, que son algo translúcidos debido a la bruma no insignificante por la dispersión de luz/refracción en sus límites cristalinos. Estos látex de poliuretano transmitidos por el agua se desarrollaron para pintura y recubrimientos de madera, y no son adecuados para dispositivos ópticamente transparentes de baja bruma. No hay ningún requerimiento en cuanto a la calidad óptica (es decir, < 3% bruma) del polímero sólido en una celda electroforética utilizada en los dispositivos de pantalla reflectante, ya que los dispositivos reflejan en forma difusa la luz visible; no obstante, el polímero semicristalino algo translúcido (incluye poliuretanos termoestables, alifáticos) no es adecuado para dispositivos ópticamente transparentes que transmiten luz especular para proporcionar acceso visual sin restricciones, como cuando se incorporan a una ventana.
La técnica anterior describe la correspondencia de un índice de refracción a una temperatura estándar o de referencia y para una longitud de onda específica de luz visible (p. ej., 546 nm (ne) o 589 nm (nD)). Más allá de la correspondencia a una temperatura de referencia y longitud de onda, la técnica anterior no describe sobre el índice de refracción, y se ignoran los cambios significativos en el índice de refracción resultantes de cambios grandes de temperatura (es decir, 15 grados Celsius o más), y cambios con la longitud de onda de luz en el espectro visible.
En ensayos (es decir, ejemplos comparativos que ilustran algunos de los problemas que solucionan las realizaciones), el solicitante elaboró una estructura polimérica sólida, no planar similar a 808 que se muestra en las figuras 1A y 1B (es decir, hemisferios de polímero sólido estrechamente empaquetados en contacto con un fluido de suspensión). El polímero sólido utilizado fue PMMA (índice de refracción = 1,490) y el fluido de suspensión fue una mezcla 18:82 en masa de Isopar M (disponible de www.exxonmobilchemical.com) y o-xileno (disponible de www.sigmaaldrich.com) que correspondía el índice del polímero sólido a nD20 hasta dentro de 0,002. El solicitante descubrió que un dispositivo electroforético que tiene bruma mínima a la temperatura de referencia (p. ej., 3% o menos) debido a la correspondencia del índice de refracción entre los hemisferios de polímero sólido, no planar, ópticamente transparente (PMMA) y el fluido de suspensión ópticamente transparente (Isopar M o-xileno), desarrolla bruma perceptible (aproximadamente 6% a 8%) a partir de 10 grados Celsius encima o debajo de la temperatura de referencia, y se torna turbio o translúcido con bruma objetable a 50 grados Celsius o más encima o debajo de la temperatura de referencia. Al retornar a la temperatura de referencia sin demora, se restaura el aspecto de bruma mínima. El solicitante descubrió que este problema de la bruma relacionado con la temperatura se debe a una incompatibilidad en los coeficientes de temperatura del índice de refracción (es decir, los coeficientes termo-ópticos) de los elementos poliméricos, sólidos, no planares y el fluido de suspensión. La incompatibilidad se relaciona con la diferencia en la tasa de cambio de volumen con la temperatura del polímero sólido y el fluido de suspensión líquido.
Asimismo, y en un grado menor, la correspondencia del índice de refracción a una temperatura de referencia y a una longitud de onda de luz visible de referencia no toma en cuenta que el índice de refracción varía con la longitud de onda de luz incidente - conocida como dispersión cromática - y que un polímero sólido, no planar y un fluido de suspensión líquido pueden tener una diferencia de dispersión significativa que contribuye a bruma de color ligero a la temperatura de referencia y que se exacerba en un ángulo de visualización amplio y en un intervalo de temperatura amplio. En ensayos comparativos, la película de polímero sólido PMMA con hemisferios expuestos se correspondió con el índice Isopar M o-xileno (una mezcla 18:82 en masa) y luce sin bruma cuando se visualiza a 90 grados hacia su superficie, o cuando se visualizan objetos uniformemente iluminados a través de la película en un ángulo agudo. No obstante, al visualizar un objeto brillante tal como un tubo fluorescente a través del dispositivo, se observa un efecto de franja de color (o brillo o halo) en el borde de estos objetos brillantes (o circundante). Este efecto de franja de color (causado por incompatibilidad de dispersión cromática) también se percibe cuando hay un desequilibrio importante en el nivel de luz ambiente en alguno de los lados del dispositivo, como cuando se mira a través de una ventana (que incorpora el dispositivo) desde afuera a la noche a objetos en un ambiente con iluminación brillante. Un efecto de franja de color (es decir, causado por incompatibilidad de dispersión cromática) puede también ser visible en una ventana (que incorpora el dispositivo) iluminada en un ángulo agudo hacia su superficie por la noche, como con una lámpara de pie hacia el lado de la ventana, o una lámpara directamente sobre una ventana.
Se cree que la luz a la longitud de onda de correspondencia de índice (es decir, nD2ü) no experimenta refracción, más allá del ángulo de visualización o de los niveles de iluminación, mientras que la luz en otras longitudes de onda visibles experimenta diferencias en los índices de refracción con luz azul, experimentando la mayor incompatibilidad y en consecuencia refracción. La incompatibilidad se refiere a la diferencia en la dispersión cromática del polímero sólido y el fluido de suspensión líquido. Se cree que en este ejemplo, el polímero sólido PMMA no tiene contenido aromático (es decir, arilo), mientras que el contenido aromático del fluido de suspensión es significativo debido al componente de o-xileno, creando una incompatibilidad de dispersión cromática.
En dispositivos electroforéticos comerciales conocidos (p. ej., lectores de libros electrónicos), el fluido de suspensión no equipara los índices de refracción de los elementos poliméricos circundantes. El fluido de suspensión tiene un índice muy inferior (típicamente aproximadamente 1,42 a 1,44) que los elementos poliméricos (típicamente aproximadamente 1,48 a 1,54) y dichos dispositivos no son capaces de proveer un estado transparente. Se propone en la técnica anterior que el índice de refracción de un fluido de suspensión se puede elevar hasta el nivel de los elementos poliméricos dentro de una celda electroforética, añadiendo hidrocarburos aromáticos o grupos sustituyentes arilo, o hidrocarburos halogenados. Los ejemplos de dichos fluidos de suspensión se exponen en el documento de Seiko Epson US8.174.755 (a los que se hace referencia como disolventes). En el documento de Seiko Epson, se hace referencia a un largo período de tiempo a alta temperatura y alta humedad como 60 grados Celsius y 90% H. R. durante 24 horas, y se dice que los dispositivos de la técnica anterior desarrollan desempeño óptico degradado (es decir, contraste de la pantalla) como consecuencia de tan solo 24 horas a esta alta temperatura. En el documento US2008/0130092 de E Ink, se mezcla cloronaftaleno a aproximadamente 55% a un fluido de suspensión hidrocarbonado alifático típico para aumentar el índice de refracción del fluido de 1,42 a 1,53 del polímero no planar circundante en la celda electroforética (es decir, la cápsula del polímero de coacervación encapsulante y el aglutinante de poliuretano). Pero, la técnica anterior no habla sobre las implicancias para los elementos poliméricos en contacto con el fluido de suspensión resultante: elevar el índice de refracción de un fluido de suspensión aumenta significativamente el perfil de solubilidad y toxicidad del fluido.
La capacidad de un disolvente de disolver, solubilizar o expandir un polímero se puede estimar a partir de sus parámetros de solubilidad de Hansen (véase el apunte en www.wikipedia.org) así como también a partir de ensayos. Un fluido de suspensión hidrocarbonado alifático tal como Isopar M (representante de algunos fluidos de suspensión utilizados en dispositivos de pantalla electroforéticos) tiene un parámetro de solubilidad de dispersión Hansen bajo y ningún parámetro de enlace de hidrógeno o polar: dispersión = 16,0 (MPa1/2), polar = 0,0 (MPa1/2), y enlace de hidrógeno = 0,0 (MPa1/2) convirtiéndolo en un no disolvente para un aglutinante de polímero (es decir, matriz de polímero) que tiene parámetros de solubilidad de enlace de hidrógeno y/o polar significativos tales como los poliuretanos típicos: dispersión = 18,1 (MPa1/2), polar = 9.3 (MPa1/2) y enlace de hidrógeno = 4,5 (MPa1/2). Pero añadir cloronaftaleno (dispersión = 19,9, polar = 4,9 y enlace de hidrógeno = 2,5) para elevar el índice de refracción del fluido de suspensión resulta en un disolvente que tiene parámetros de solubilidad más próximos a un aglutinante de poliuretano y causa que el aglutinante de poliuretano se expanda y degrade con el tiempo, incluso a 25 grados Celsius. La relación RED (descrita más adelante) para el primer acoplamiento (es decir, polímero sólido de poliuretano y fluido Isopar M) es 1,15, lo que indica que no hay expansión ni afinidad, y para el segundo acoplamiento (poliuretano cloronaftaleno) es 0,62, lo que indica expansión y afinidad significativas.
En ensayos comparativos que implican polímero PMMA sólido y fluido de suspensión Isopar M o-xileno (el último en una mezcla 18:82 en masa), un tiempo breve a temperatura elevada (unas pocas horas) fue suficiente para que el fluido de suspensión comenzara a solubilizar el polímero de PMMA, la adición de o-xileno para elevar el índice de refracción del fluido de suspensión fue significativa en este sentido. Pero a diferencia de la técnica anterior, en realizaciones se prefiere reducir el índice de refracción del polímero sólido para equiparar un fluido de suspensión de bajo índice de refracción, evitando así aumentar la solubilidad y toxicidad del fluido de suspensión. Asimismo, en algunas realizaciones, se usa un polímero sólido fluorado para lograr excelente resistencia química (no soluble ni expansible) para fluidos de bajo índice de refracción tales como aceite de silicona y aceite hidrocarbonado alifático a temperatura elevada prolongada y una vida útil medida en años. Los acoplamientos adecuados que equiparan el índice de refracción de polímero sólido y fluido de suspensión que no son solubles y evitan la expansión incluso a alta temperatura se describen en las siguientes secciones. Estos acoplamientos también se seleccionan para exhibir muy buena fotoestabilidad y en general yacen dentro de la clasificación de materiales de alto rendimiento.
En las siguientes secciones, las ventajas precedentes se describirán en detalle. En realizaciones, un dispositivo electroforético (p, ej., 101 en las figuras 1A y 1B) comprende una celda electroforética (809) intercalada entre dos electrodos (60). La celda electroforética (809) contiene una tinta electroforética (830) y uno o más elementos o estructuras de polímero sólido no planar, ópticamente transparente (808) dentro de la célula (809). La tinta electroforética (830) incluye partículas cargadas (11) de por lo menos un tipo suspendidas en un fluido de suspensión ópticamente transparente (820), y las partículas cargadas (11) se desplazan de posición (es decir, se trasladan) en respuesta a un campo eléctrico aplicado usando los electrodos (60). Las partículas cargadas (11) son sensibles a un campo eléctrico (no se muestra en las figuras 1A y 1B) aplicado al dispositivo electroforético (101) para moverse entre: un primer estado de luz extremo en el que las partículas (11) se diseminan al máximo dentro de la celda (809) para apoyarse en la vía de luz solar (véase el rayo de luz 1405) a través de la celda y para atenuar fuertemente la luz transmitida a través de la celda, como se muestra en la figura 1A, y un segundo estado de luz extremo en el que las partículas (11) se concentran al máximo dentro de la celda (809) para eliminarlas de la vía de luz solar a través de la celda y sustancialmente para transmitir luz (véase el rayo de luz 1406) a través de la celda, como se muestra en la figura 1B. Se provee un estado de luz ópticamente transparente en algunas realizaciones (p. ej., figura 1B) manteniendo los índices de refracción de los elementos poliméricos sólidos no planares (808) y el fluido de suspensión (820) estrechamente correspondidos para tener una diferencia de menos de 0,0075. El índice de refracción del fluido de suspensión es sinónimo del índice de refracción de la tinta electroforética en este documento.
Un campo eléctrico negativo desplaza partículas negativamente cargadas (11) desde un primer estado de luz (véase la figura 1A) en dirección del campo eléctrico, y esta dirección es ortogonal al plano de los electrodos (60). Pero para alcanzar los salientes en el polímero sólido no planar (808), su trayecto natural (desde un electrodo superior 60 adyacente a la tinta electroforética 830 hacia un electrodo inferior 60 adyacente a la estructura del polímero no planar (808) se bloquea forzando las partículas (11) para desviarse sobre la superficie o salientes en el polímero sólido (808). Juntos, la desviación causada por la superficie sólida de los salientes y el campo eléctrico impulsan a las partículas cargadas (11) a concentrarse en el espacio/volumen entre los salientes (es decir, los intersticios) y quitan así las partículas (11) sustancialmente del trayecto de luz a través de la celda electroforética (809) en áreas correspondientes a los salientes y representadas como aperturas (1006) en las figuras 1A y 1B.
En estados de luz intermedios, el campo eléctrico se quita (es decir, no se aplica ningún voltio) antes de que las partículas cargadas (11) completen la transición de un primer estado de luz a un segundo estado de luz. Esto resulta en aperturas (1006) que tienen un diámetro más pequeño que en el segundo estado de luz en proporción a la duración del campo eléctrico (es decir, el tiempo de señalización). En las figuras 1A y 1B, la superficie de interfaz entre el polímero sólido, no planar, ópticamente transparente 808 y la tinta 830 está formada por superficies hemisféricas de microesferas de polímero 802, espaciadores de espacios de celdas de polímero 803, paredes de celdas de polímero 835 y polímero sólido 815. Este último (815) rellena los intersticios hasta el plano del ecuador 1003, como se muestra en la vista despiezada 1100 de la figura 1B. Paredes con cavidades 835 dividen la tinta 830 en volúmenes discretos 80. Éstas y otras características de las figuras 1A y 1B se describen en lo sucesivo.
En un primero aspecto, para conservar la correspondencia del índice de refracción en la mitad o más (y preferiblemente en todo) del intervalo de temperatura de operación de algunas realizaciones, los coeficientes termo-ópticos (es decir, el coeficiente de temperatura del índice de refracción por Kelvin o dn/dT) de los elementos poliméricos sólidos, no planares (808) y el fluido de suspensión (820) se corresponden para tener una diferencia de media aritmética inferior a 0,0002/K de magnitud. Los coeficientes termo-ópticos que se exponen en este documento se midieron a 589,3 nm (es decir, nD) a menos que se observe lo contrario, pero los valores son similares (no significativamente diferentes) a aquellos para otras longitudes de onda de luz visible, como se describe más adelante en relación a la tabla 5.
En realizaciones, la magnitud del coeficiente termo-óptico (un valor negativo) de los elementos poliméricos sólidos, no planares se aumenta para corresponderse con aquel del fluido de suspensión (también un valor negativo). Esto se logra usando un polímero ópticamente transparente elastomérico (es decir, de tipo elastómero) para los elementos poliméricos sólidos, no planares (808). El elastómero tiene una temperatura de transición vítrea de menos de 20 grados Celsius (es decir, 293K) y tiene reticulaciones. Este requerimiento contrasta con la técnica anterior de dispositivos electroforéticos en donde se desconoce el uso de un polímero elastomérico ópticamente transparente para los elementos no planares dentro de una celda electroforética.
En algunas realizaciones, los coeficientes termo-ópticos de uno o más elementos poliméricos sólidos, no planares, elastoméricos y el fluido de suspensión se corresponden para tener una diferencia de media aritmética de menos de 0,000125/K de magnitud, y más preferiblemente menos de 0,0001/K, y lo más preferiblemente menos de 0,000075/K. Los coeficientes termo-ópticos son ambos negativos y tienen una magnitud mayor que 2,25 x 10-4/K, y preferiblemente mayor que 3,0 x 10-4/K, y lo más preferiblemente mayor que 3,25 x 10-4/K.
En algunas realizaciones, el polímero sólido no planar, elastomérico, transparente (808) tiene una temperatura de transición vítrea (es decir, Tg) inferior a la temperatura de operación más baja del dispositivo electroforético, y preferiblemente inferior a cero grados Celsius (es decir, 273K), más preferiblemente inferior a -10 grados Celsius (es decir, 263K), incluso más preferiblemente inferior a -20 grados Celsius (es decir, 253K), y lo más preferiblemente inferior a -40 grados Celsius (es decir, 233K). Al usar el polímero sólido anterior, su Tg en realizaciones, y preferiblemente 10 a 20 grados Celsius encima de la Tg, el solicitante halló que el coeficiente termo-óptico cae dentro del intervalo de -3,0 x 10-4/K a -5,5 x 10-4/K y puede corresponderse con un fluido de suspensión.
Los polímeros ópticos para aplicaciones ópticas que típicamente se usan (es decir, utilizados en la técnica anterior) debajo de su Tg tienen coeficientes termo-ópticos entre aproximadamente -0,8 x 10-4/K y -1,6 x 10-4/K, como se muestra en la tabla 1. Los polímeros ópticamente transparentes enumerados en la tabla 1 tienen Tg mayor que 20 grados Celsius y no son adecuados para realizaciones, ya que sus coeficientes termo-ópticos para temperaturas inferiores a Tg no se pueden corresponder con un fluido de suspensión. Por ejemplo, en el ensayo comparativo previo que implica PMMA, el polímero sólido, no planar y el fluido de suspensión Isopar M o-xileno ambos con una correspondencia del índice de refracción (es decir, nD20 = 1,490). El dn/dT para PMMA es -1,1 x 10-4/K (véase la tabla 1), para Isopar M, es -4,1 x 10-4/K y para o-xileno es - 5,0 x 10-4/K. El dn/dT resultante para el fluido de suspensión fue aproximadamente -4,8 x 10-4/K causando una magnitud de desequilibrio del coeficiente termo-óptico de 3,7 x 10-4/K. Este nivel de desequilibrio de dn/dT causa un desequilibrio del índice de refracción de 0,0037 en 10°C, provocando un incremento perceptible de bruma, 0,0056 en 15°C (es decir, 0,00037 x 15), causando un incremento significativo de la bruma, 0,011 en 30°C, causando una bruma objetable, y 0,0185 en 50°C, causando un aspecto turbio o translúcido.
En la tabla 1, PMMA es polimetilmetacrilato (Tg = 110°C), PC (BPA) es policarbonato bisfenol A (Tg = 147°C), PC (CR-39) es policarbonato (poli alil diglicol carbonato (Tg = 85°c )), PA es poliamida transparente (Tg = 140°C), COP es polímero de ciclo olefina (Tg = 138°C), PMP es polimetilpenteno (Tg = 22°C), SAN es estireno acrilonitrilo (Tg = 105°C), CYTOP (véase www.AGC.com) es un fluoropolímero amorfo (Tg = 108°C) y Teflon AF (véase www.Dupont.com) es también un fluoropolímero amorfo (Tg = 160°C). nD20 es el índice de refracción a 20°C y 589,3 nm, E es el módulo de Young, y Ts es la temperatura de servicio máxima.
Los datos que se muestran en las tablas que siguen (es decir, las tablas 1 a 6) se compilaron de múltiples fuentes disponibles, o fueron medidos por el solicitante y resaltan rasgos de las realizaciones.
Las mediciones del índice de refracción se tomaron usando un refractómetro Abbe, se obtienen instrumentos adecuados de www.atago.net. como los modelos NAR-2T (medición de intervalo de temperatura 5°C a 120°C), NAR-3T (medición de líquidos y sólidos de gran precisión) y DR-M2 (medición de múltiples longitudes de onda y número Abbe). El coeficiente termo-óptico para un intervalo/rango de temperatura se puede calcular midiendo el índice de refracción en las dos temperaturas que definen el intervalo (p. ej., un intervalo de diferencia de 5K o 10K) y dividiendo la diferencia en el índice de refracción por la diferencia en temperatura. Este cálculo se basa en la relación casi lineal entre la temperatura y el coeficiente termo-óptico una vez aproximadamente 20K en la temperatura de transición vítrea de cualquier lado del material.
El solicitante descubrió que el coeficiente termo-óptico (es decir, la tasa de cambio del índice de refracción con la temperatura Kelvin) de los polímeros ópticamente transparentes debajo de su temperatura de transición vítrea es típicamente aproximadamente -0,8 x 10-4/K a -1,6 x 10-4/K como se muestra en la tabla 1, y estos polímeros sólidos no se pueden corresponder con un fluido de suspensión para esta parte del intervalo de temperatura de operación (es
decir, temperaturas < Tg). Esta relación entre el coeficiente termo-óptico y Tg es resaltada por PMP en la tabla 1: debajo de Tg, el coeficiente termo-óptico es -1,9 x 10-4/K mientras que entre aproximadamente 10 y 20°C encima de Tg, es -4,1 x 10-4/K.
En contraste con la tabla 1, el coeficiente termo-óptico de los polímeros ópticamente transparentes adecuados para realizaciones que tienen un coeficiente termo-óptico de -2,25 x 10-4/K a -5,5 x 10-4/K y algunos ejemplos se muestran en la tabla 2. Estos polímeros se pueden corresponder con fluidos de suspensión adecuados tal como se describe en lo sucesivo con respecto a la tabla 4. Por ejemplo, un copolímero de polimetiltrifluoropropil siloxano y polidifenilsiloxano (es decir, P(MTFPS-co-DPhS) se puede usar para corresponder el índice de refracción del fluido de suspensión de aceite de silicona PDMS(n=7) que se muestra en la tabla 4 a nD25 (es decir, 1,396). El dn/dT para P(MTFPS-co-DPhS) se selecciona para ser -4,5 x 10-4/K usando su grado o densidad de reticulación (véase la tabla 2). El dn/dT para PDMS(n=7) es -4,88 x 10-4/K causando una magnitud de desequilibrio del coeficiente termo-óptico de 0,38 x 10-4/K (es decir, 4,88-4,5x10-4/K). Este nivel de desequilibrio dn/dT causa un desequilibrio del índice de refracción de 0,00057 a 15°C (es decir, 0,000038 x 15) y no se puede percibir, 0,0011 en 30°C y tampoco se puede percibir, y 0,0019 en 50°C y tampoco se puede percibir, o está en el límite de diferencia de bruma que puede ser resuelta por un observador.
Los ejemplos de polímeros ópticamente transparentes que se muestran en la tabla 2 para uso en las realizaciones son elastoméricos y amorfos, y tienen una Tg menor que el intervalo de temperatura de operación de las realizaciones. En la tabla 2, PDMS es polidimetilsiloxano reticulado y es un elastómero ópticamente transparente. Su Tg yace en el intervalo de -100°C a -125°C, muy debajo del intervalo de temperatura de operación de las realizaciones. Como consecuencia, el elastómero PDMS tiene un coeficiente termo-óptico lineal sobre el intervalo de temperatura de operación de las realizaciones, y al variar la densidad del elastómero (o el grado o nivel) de reticulación, el coeficiente se puede seleccionar dentro del intervalo de -3,0 x 10-4/K a -5,1 x 10-4/K. Sylgard-184 es un prepolímero elastomérico de polisiloxano comercial disponible como un kit de dos partes de www.dowcorning.com. Cuando se mezcla en la relación 10:1 recomendada, el polímero sólido, reticulado resultante es ópticamente transparente, tiene un coeficiente termo-óptico de -4,5 x 10-4/K, y una Tg de -115°C. Sylgard-184 emplea una química de reticulación de curado por adición catalizada por platino (se describe más adelante).
PMTFPS es un siloxano polimetiltrifluoropropilo reticulado - un siloxano fluorado (sinónimo de polisiloxano que tiene contenido de flúor). En realizaciones, PMTFPS tiene una Tg en el intervalo de -65°C a -75°C, y un coeficiente termoóptico en el intervalo de -3,25 x 10-4/K a - 5,0 x 10-4/K, seleccionable usando el grado de reticulación. La tabla 2 muestra un número de copolímeros reticulados que incorporan unidades de repetición de metiltrifluoropropilsiloxano (MTFPS) y son dominados por las características de esta unidad de repetición, excepto que el índice de refracción del copolímero puede aumentar dependiendo del porcentaje en mol de la unidad de repetición. Los copolímeros son elastómeros ópticamente transparentes con Tg de -65°C o menos y coeficientes termo-ópticos en el intervalo de -3,25 x 10-4/K a -5,0 x 10-4/K, seleccionables usando el grado de reticulación. P(MTFPS-co-DMS) es un copolímero de unidades de repetición de metiltrifluoropropilsiloxano y dimetilsiloxano; P(MTFPS-co-MPhS) es un copolímero de metiltrifluoropropilsiloxano y metilfenilsiloxano; y P(MTFPS-co-DPhS) es un copolímero de metiltrifluoropropilsiloxano y difenilsiloxano.
Los coeficientes termo-ópticos de algunos fluidos que se pueden utilizar como parte o todo el fluido de suspensión se muestran en las tablas 3 y 4. Los ejemplos de fluidos de la tabla 3 se adecúan de forma limitada a las realizaciones y, si se usan, deberían ser un componente minoritario de un fluido de suspensión. Con respecto a corresponder el coeficiente termo-óptico de un fluido con un polímero sólido elastomérico, la tabla 3 muestra algunos ejemplos de fluidos que tienen un coeficiente en el intervalo de -3,5 x 10-4/K a -5,5 x 10-4/K, haciendo posible que se logre la correspondencia. Por ejemplo, n-decano (un alcano lineal) tiene un coeficiente termo-óptico de -4,5 x 10-4/K y un índice de refracción (nD@25°C) de 1,4097, lo que hace posible tanto la correspondencia del índice de refracción como del coeficiente termo-óptico con un PDMS elastomérico tal como Sylgard-184 (nD25 = 1,4118 y dn/dT = -4,5 x 10-4/K). Pero como se describirá en lo sucesivo, el requisito de una realización de que el fluido de suspensión no expanda significativamente el polímero sólido elastomérico en el intervalo de temperatura de operación no puede alcanzarse acoplando un n-decano con un polímero sólido PDMS elastomérico. Además, n-decano presenta un intervalo de temperatura de servicio limitado (columna Tservicio en la tabla 3), ya que su temperatura mínima es aproximadamente -10°C debido al inicio de cristalización de cera en el fluido.
En otro ejemplo de la tabla 3, el fluido óptico 50350 (disponible de www.cargille.com) tiene un coeficiente termo-óptico de aproximadamente -4,1 x 10-4/K y un índice de refracción (nD@25°C) de 1,4587 haciendo posible la correspondencia del índice de refracción y la correspondencia del coeficiente termo-óptico con el polímero sólido PMP muy por encima de la Tg, véase la tabla 1 (nD20 = 1,460 y dn/dT = -4,1 x 10-4/K >> Tg). Aunque debajo de la Tg no se puede alcanzar una correspondencia satisfactoria, lo que limita el intervalo de temperatura de operación. Asimismo, PMP será expandido significativamente por el fluido óptico 50350 (una mezcla de alcanos) a temperatura elevada, posiblemente provocando la falla del dispositivo.
La tabla 4 muestra algunos ejemplos de fluidos ópticamente transparentes adecuados para las realizaciones. Algunos son adecuados para el componente mayoritario del fluido de suspensión, mientras que otros son adecuados para los componentes minoritarios mezclados para potenciar una o más características o propiedades de la tinta electroforética resultante. Por ejemplo, se conoce la mezcla de un componente minoritario de polímero de muy alto peso molecular en un fluido de baja viscosidad para potenciar la estabilidad de las partículas cargadas. En los ejemplos, PDMS es un
fluido polimérico de polidimetilsiloxano y tiene una reticulación insignificante, el número de unidades de repetición (una aproximación) se muestra en la tabla 4. P(DMS-co-DPhS) es un fluido polimérico que es un copolímero de dimetilsiloxano y difenilsiloxano, en donde el último es útil para elevar el índice de refracción del fluido de suspensión. Otros copolímeros de dimetilsiloxano para el fluido de suspensión de las realizaciones incluyen copolímeros con metilfenilsiloxano o siloxanos con grupos laterales lineales tales como dietilsiloxano o grupos laterales ramificados. Los fluidos de siloxano polimérico que se muestran están disponibles de un número de proveedores (por ejemplo, www.dowcorning.com o www.shin-etsu.com or www.wacker.com). La Tabla 4 muestra que el coeficiente termo-óptico del fluido de polidimetilsiloxano depende del número de unidades de repetición del polímero y se reduce de aproximadamente -5,54 x 10-4/K para n=1 a -4,78 x 10-4/K para n=5 y -4,37 x 10-4/K para n=50.
La serie Isopar (disponible de www.exxonmobilchemical.com) de hidrocarburos alifáticos (también conocidos como alcanos) es adecuada para las realizaciones y se conoce en la técnica anterior de dispositivos de pantalla electroforéticos. Pero en las realizaciones, el índice de refracción de los elementos poliméricos sólidos que constituyen elementos (o estructuras) no planares dentro de la celda electroforética se reducen para corresponderse con el índice de refracción del fluido hidrocarbonado alifático, a diferencia de la técnica anterior que eleva el índice del fluido de suspensión, y se requiere el acoplamiento del fluido de suspensión y el polímero sólido para ser mutuamente insolubles en el intervalo de la temperatura de operación. Estos requerimientos se describen en detalle más adelante. La serie Shellsol (disponible de www.shell.com/chemicals) de hidrocarburos alifáticos es una mezcla alcanos diferente a la serie Isopar.
El solicitante halló que para la misma viscosidad a 25°C, los alcanos tienen coeficientes termo-ópticos ligeramente inferiores que sus fluidos de polisiloxano correspondientes. Por ejemplo, Shellsol T tiene una viscosidad cinemática de 1,9cSt y un coeficiente termo-óptico de -4,9 x 10-4/K, mientras que PDMS (n=3) tiene una viscosidad de 2,0cSt y un coeficiente de -5,47 x 10-4/K. Pero los alcanos tienen un índice de refracción apreciablemente superior que los fluidos PDMS - 1,423 frente a 1,391 para los fluidos respectivos.
Como el fluido primario, se puede utilizar cualquiera de los fluidos ópticamente transparentes que se muestran en la tabla 4 (es decir, un fluido puro) o en mezcla para corresponder el índice de refracción y el coeficiente termo-óptico de los polímeros sólidos, no planares, elastoméricos de las realizaciones. Por ejemplo, el fluido PDMS (n=1) se corresponde con PMTFPS elastomérico (polimetiltrifluoropropil siloxano), sus respectivos índices son 1,382 y los coeficientes termo-ópticos son -5,5 x 10-4/K y aproximadamente -4,5 x 10-4/K (con reticulación promedio o menos). En otro ejemplo, el fluido PDMS (n=3) se corresponde con el copolímero elastomérico P(MTFPS-co-DMS) en un % en mol de aproximadamente 35% de MTFPS. A diferencia de los otros copolímeros de la tabla 2, variar el % en mol de MTFPS solo cambia ligeramente el índice de refracción resultante y se limita a un máximo de aproximadamente 1,394. Como se muestra en la tabla 2, el fluido PDMS (n=26) se puede corresponder con el copolímero elastomérico P(MTFPS-co-MPhS) en un % en mol de aproximadamente 86% de MTFPS, sus respectivos índices son 1,400 y sus coeficientes son -4,71 x 10-4/K y aproximadamente -4,5 x 10-4/K. A medida que el % en mol de MTFPS del copolímero se reduce, el índice de refracción resultante aumenta hasta un máximo de 1,459 a aproximadamente 45%. De modo similar, el fluido PDMS (n=79) se puede corresponder con P(MTFPS-co-DPhS) en un % en mol de aproximadamente 92,5% de MTFPS, y un índice de refracción máximo de 1,459 corresponde a un % en mol de aproximadamente 70%.
En esta realización, los ejemplos del elastómero PMTFPS y sus copolímeros son polímeros sólidos de siloxano fluorado insolubles en fluidos PDMS en un amplio intervalo de temperatura de operación. Se apreciará que en otras realizaciones, los copolímeros elastoméricos, fluorados ópticamente transparentes se pueden utilizar para corresponder el índice de refracción y el coeficiente termo-óptico de alcanos tales como Isopar M y Shellsol T.
Tabla 1 - Ejemplos de polímeros ópticos no adecuados para las realizaciones
Tabla 2 - Ejemplos de elastómeros ópticamente transparentes para uso en las realizaciones
En otro aspecto, la dispersión cromática del elemento polimérico sólido, no planar (808) y el fluido de suspensión (820) se corresponden para ser aproximadamente o menos que la resolución mínima del ojo humano, y al expresar su dispersión cromática en número Abbe Vd, ambos tienen un número Vd mayor o igual que 39. La resolución mínima del ojo expresada en número Abbe es entre aproximadamente 43 y 47, y los números Abbe mayores que este se corresponden con dispersión menos cromática que la que es capaz de percibir el ojo, teniendo en cuenta la respuesta fotópica (o función de luminosidad) del ojo humano. Preferiblemente, en realizaciones, el número Abbe tanto del elemento polimérico, sólido, no planar y el fluido de suspensión es mayor que 42, y lo más preferiblemente mayor que 43.
Si los números Abbe de ambos materiales (es decir, el polímero sólido y el fluido de suspensión) exceden el límite de resolución de dispersión cromática del ojo (también expresado en número Abbe), entonces cualquier desequilibrio entre sus números Vd no puede percibirse. En algunas realizaciones, el número Abbe de uno o ambos materiales puede ser menos que el límite de resolución del ojo, y en estas realizaciones el material con el número Abbe más bajo se hace corresponder para tener una diferencia de menos de 8, y más preferiblemente menos de 5, y lo más preferiblemente menos de 3, con respecto al Vd menor de los otros materiales o al Vd de resolución mínima del ojo.
Por ejemplo, en el ensayo comparativo previo que implica PMMA, el polímero sólido, no planar y una mezcla 18:82 en masa de fluido de suspensión Isopar M o-xileno se correspondieron en índice de refracción a nD20 (es decir, 1,490 @ 589,3 nm y 20°C). El número Abbe para PMMA es 53-57 (véase la tabla 1) y su dispersión cromática no puede ser resuelta por el ojo. El número Abbe para Isopar M es aproximadamente 58, y para o-xileno es aproximadamente 31,6. El último componente domina el fluido de suspensión (comprende 82% en masa), lo que resulta en un número Abbe de aproximadamente 35 que causa una bruma de color perceptible en determinadas circunstancias debido al desequilibrio significativo del número Abbe entre el fluido y el polímero sólido, no planar. Este nivel de desequilibrio de la dispersión cromática causa un desequilibrio del número Vd de aproximadamente 12 en el límite de resolución del ojo (es decir, 47ojo35fluido) y se observa como un efecto de franja de color cuando se visualiza un tubo fluorescente, o cuando se visualiza una escena con iluminación brillante a través de un dispositivo desde un lado que tiene un nivel de iluminación significativamente inferior, o cuando se visualiza un objeto con iluminación brillante en un ángulo agudo.
Como se describió anteriormente, se cree que el contenido aromático (es decir, sustituyentes arilo) causa dispersión cromática significativa, y en el ejemplo precedente el componente de o-xileno causa que el fluido de suspensión tenga un número Abbe inferior a 39. El solicitante descubrió que el contenido aromático significativo o bien en el polímero sólido o en el fluido de suspensión causa dispersión cromática indeseable. Los dos polímeros sólidos en las tablas 1 y 2 que tienen contenido aromático - PC (BPA) y SAN - son los únicos polímeros (en las tablas 1 y 2) que tienen un número Abbe inferior a 39. De manera similar, los fluidos de suspensión con un contenido aromático significativo en las tablas 3 y 4 - tolueno, m-xileno y P(DMS-co-DPhS) - tienen números Abbe inferiores a 39. Los alcanos puros en las tablas 3 y 4 tienen todos números Abbe mayores que la resolución del ojo (> 47). El tetracloroetileno (Vd = 38,6) demuestra que el contenido de cloro puede también reducir el número Abbe de un material. Algunos otros ejemplos de materiales que tienen contenido aromático significativo incluyen los fluidos de tolueno (Vd=31), isobutilbenceno (Vd=35) y tetrahidronaftaleno (Vd=34), y el polímero óptico poliestireno (Vd=29).
La selección de un material en aislamiento para tener un número Abbe mayor que 39 no es difícil, como lo demuestran los numerosos materiales que satisfacen este requerimiento en las tablas 1 a 4. Pero en las realizaciones, el polímero sólido, no planar y el fluido de suspensión no se pueden seleccionar en aislamiento (es decir, sin referencia del uno al otro) y se seleccionan como un par de materiales que tienen una correspondencia del índice de refracción. En la técnica anterior, el índice de refracción del fluido de suspensión se eleva para corresponderse con el polímero sólido, y esto implica añadir contenido aromático significativo al fluido, reduciendo su número Abbe a menos de 39 similar al ejemplo del fluido de suspensión anterior de Isopar M o-xileno. En realizaciones, el contenido aromático del par polímero sólido y fluido de suspensión se minimiza como para que el número Abbe resultante para cada material sea 39 o más. Para minimizar el contenido aromático - y así la dispersión cromática - el índice de refracción del polímero sólido, no planar se reduce para corresponderse con el índice de un fluido de suspensión con poco o ningún contenido aromático, tal como alcanos o aceites de silicona (véase la tabla 4). Estos fluidos tienen un índice de refracción inferior que los polímeros ópticos convencionales, y en realizaciones se propone que el polímero óptico sea un polisiloxano reticulado o un polímero fluorado para lograr una correspondencia del índice de refracción. Ventajosamente, en realizaciones que añaden contenido de flúor al elastómero, se reducen el índice de refracción y la dispersión cromática (es decir, se incrementa el número Abbe).
El número Abbe Vd es una medida útil de la dispersión cromática (es decir, dependencia de longitud de onda del índice de refracción de un material) en materiales ópticos, y se expone en la fórmula:
en donde nD, nF y nc son los índices de refracción de un material óptico a las longitudes de onda de las líneas espectrales Fraunhofer D, F y C (es decir, 589,3 nm, 486,1 nm y 656,3 nm respectivamente). Fórmulas de número Abbe alternativas en distintas líneas espectrales proporcionan resultados similares (véase Número Abbe en www.wikipedia.org). Se ha de apreciar que cualquier fórmula que use los índices de refracción de más de una línea espectral en el espectro visible se puede usar como una medida equivalente de dispersión cromática en las realizaciones, y el número Abbe Vd se emplea en este documento debido a su amplio uso en dispositivos ópticos.
Asimismo, los límites permisibles para el número Abbe en las realizaciones descritas en este documento toman en cuenta la respuesta fotópica (o función de luminosidad) del ojo - el ojo humano es mucho menos sensible a la bruma azul que a la bruma amarilla (véase 'función de luminosidad' en www.wikipedia.org). La dependencia de la longitud de onda del índice de refracción de un material se puede medir directamente en líneas espectrales o se puede cuantificar mediante los coeficientes en una fórmula empírica tal como las ecuaciones de Cauchy o Sellmeier (véanse las incorporaciones relevantes en www.wikipedia.org).
La tabla 5 muestra el índice de refracción del fluido de suspensión de alcano lineal n-dodecano en diferentes líneas espectrales junto con el coeficiente termo-óptico para esa línea espectral. El número Abbe Ve es 59 y es similar a Vd. El nivel de dispersión cromática que se muestra en la figura 5 es menor que la resolución mínima del ojo debido a la función de luminosidad del ojo. Un desequilibrio del índice de refracción de >0,01 entre n643,8 y n436,1 no es aparente dada una correspondencia de índice entre el fluido de suspensión y el polímero sólido, no planar a n598,3 mientras que este nivel de desequilibrio entre el fluido de suspensión y el polímero sólido, no planar a n598,3 causaría bruma perceptible. Se puede observar que las variaciones en la magnitud del coeficiente termo-óptico con longitud de onda de luz visible son bajas y que las variaciones no son de significación particular para la dispersión cromática en las realizaciones en el intervalo de temperatura de operación. Ventajosamente, este resultado también es válido para otros fluidos adecuados para uso en las realizaciones, incluidas aquellas que se muestran en la tabla 4.
Tabla 5 - Dispersión cromática y coeficientes termo-ópticos para n-dodecano
En otro aspecto, en algunas realizaciones los índices de refracción correspondidos del polímero sólido, no planar (808) y el fluido de suspensión (820) a 25 grados Celsius y 589,3 nm de luz (es decir, nD25) son inferiores a 1,460, y preferiblemente inferiores a 1,445, y más preferiblemente inferiores a 1,434, y lo más preferiblemente inferiores a 1,426. El índice de refracción bajo para el par correspondido de materiales (es decir, el polímero sólido, no planar y el fluido de suspensión) contrasta con la técnica anterior y demuestra cómo en realizaciones el índice de refracción del polímero sólido se reduce para corresponderse con el índice bajo de fluidos de suspensión típicos tales como alcanos o siloxanos (véase la tabla 4). El polímero sólido fluorado se usa en algunas realizaciones como una forma de reducir el índice de refracción del polímero sólido no planar. El uso de un fluido de suspensión de bajo índice de refracción y correspondido con polímero sólido en realizaciones con estados de luz ópticamente transparentes (es decir, estados de luz que transmiten luz especular con bruma insignificante) ofrece una serie de ventajas que incluyen:
- minimizar la solubilidad del fluido en el polímero sólido, no planar en contacto con el fluido,
- permitir el uso de polímero fluorado (sinónimo de parcialmente fluorado) para los elementos no planares,
- facilitar el uso de un esqueleto de silicona en el polímero sólido para potenciar el intervalo de temperatura de operación, la fotoestabilidad y la correspondencia del coeficiente termo-óptico (véase el análisis anterior del coeficiente termo-óptico), y,
- minimizar o eliminar el contenido aromático del fluido y el polímero sólido (véase el análisis anterior de la dispersión cromática).
La tabla 2 muestra los índices de refracción (nD25) de algunos elastómeros ópticamente transparentes adecuados para uso como el polímero sólido, no planar en realizaciones. Todos tienen un índice de refracción de menos de 1,46, y se pueden curar para ser menos de 1,426, como se describió previamente. Los homopolímeros de elastómero polidimetilsiloxano PDMS y polimetiltrifluoropropilsiloxano PMTFPS tienen los índices más bajos a 1,412 y 1,382 respectivamente (nD25 de PDMS depende del nivel de reticulación y la elección de la cadena de reticulación). Se puede usar cualquiera de los polímeros como la unidad de repetición en copolímeros con un siloxano que tiene uno o dos grupos sustituyentes fenilo (es decir, contenido aromático), los últimos se usan para ajustar ligeramente hacia arriba el índice de refracción del copolímero resultante para corresponderse con el fluido de suspensión (también un material de bajo índice de refracción) como se describió precedentemente. Pero solamente los siloxanos fluorados tales como PMTFPS y sus copolímeros tienen resistencia química a la expansión por los fluidos de suspensión que se muestran en la tabla 4 (como se describe más adelante).
Como una alternativa a añadir contenido aromático a un copolímero (elevar el índice de refracción), el otro siloxano en un copolímero con metiltrifluoropropilsiloxano puede incorporar un metilalquilsiloxano; el grupo sustituyente alifático de cadena más larga aumenta el índice de refracción proporcional al contenido de hidrocarburo adicional (comparado con el grupo metilo que reemplaza). Las unidades de repetición adecuadas incluyen metiloctilsiloxano (nD25 = 1,445 para esta fracción), metilhexadecilsiloxano (nD251,451), y metiltetradecilsiloxano (nD251,455). En una alternativa similar, el otro siloxano puede tener un sustituyente monometacriloxipropilo polimerizable que reemplaza un grupo metilo; la funcionalidad metacrilato añadida incrementa el índice de refracción del copolímero y proporciona un sitio para reticulación (este último se describe en lo sucesivo).
Se prefieren los siloxanos fluorados en la forma de copolímero de metiltrifluoropropilsiloxano-difenilsiloxano (es decir, P(MTFPS-co-DPhS)) o copolímero de metiltrifluoropropilsiloxano-metilfenilsiloxano (es decir, P(MTFPS-co-MPhS)). En lo anterior, el porcentaje en moles de la unidad de repetición de difenilsiloxano (típicamente inferior a 10%) en el copolímero se puede ajustar fácilmente para corresponderse con el índice de refracción de los fluidos PDMS, como se muestra en la tabla 4. Ventajosamente, en algunas realizaciones, el porcentaje en moles de los grupos fenilo es lo suficientemente alto como para mejorar las propiedades de baja temperatura (>3%) pero lo suficientemente bajo (<10%) como para evitar que las propiedades mecánicas se vean afectadas. Además, el contenido aromático del polímero sólido, no planar es lo suficientemente bajo cuando se corresponde el índice con el del fluido de suspensión PDMS, de manera tal que el número Abbe resultante es aproximadamente 45 o más.
Los índices de refracción de los elementos poliméricos sólidos y el fluido de suspensión se corresponden en el punto medio del intervalo de temperatura para tener una diferencia de menos de 0,0075, y preferiblemente menos de 0,005, y más preferiblemente menos de 0,0035, y lo más preferiblemente menos de 0,002. Preferiblemente, en realizaciones, la temperatura seleccionada como la temperatura de referencia para la correspondencia del índice de refracción (no necesariamente debe ser 25°C) está en el punto medio del intervalo de temperatura más utilizado para una aplicación o clima. Alternativamente, la temperatura de referencia puede estar en el punto medio del intervalo de temperatura de operación. Al corresponder los coeficientes termo-ópticos como se describió anteriormente, la correspondencia del índice de refracción (hecha en el punto de referencia) permanece dentro de un intervalo aceptable para la correspondencia del índice en el intervalo de la temperatura de operación.
En otro aspecto, el acoplamiento del fluido de suspensión (820) y el polímero sólido, no planar (808) comprende un fluido de suspensión de organosilicona y/o hidrocarbonado alifático y un polímero no planar, elastomérico, fluorado. El polímero no planar (808) logra resistencia química sustancial a la expansión por el fluido de suspensión (820) usando un material elastomérico fluorado. La expansión es inferior a 15% en el intervalo de temperatura de operación del dispositivo, y preferiblemente inferior a 10%, y más preferiblemente inferior a 5% e incluso más preferiblemente inferior a 2%, y lo más preferiblemente inferior a 1%.
En algunas realizaciones, un dispositivo electroforético comprende un primer electrodo y un segundo electrodo espaciado del primer electrodo, y entre los electrodos una celda electroforética que contiene una tinta electroforética y uno o más elementos poliméricos sólidos, no planares, en donde la tinta incluye partículas cargadas de por lo menos un tipo suspendidas en un fluido de suspensión, y 75% o más en masa del fluido de suspensión es una organosilicona y/o un hidrocarburo alifático, y el polímero sólido es un polímero elastomérico fluorado.
En algunas realizaciones, el acoplamiento del fluido de suspensión y el polímero sólido, no planar comprende una o más de las organosiliconas - polidimetilsiloxano, polidietilsiloxano o polimetilalquilsiloxano - o uno o más de los hidrocarburos alifáticos - alcanos lineales, ramificados o cíclicos derivados de productos de petróleo - y el polímero sólido es una fluorosilicona o un copolímero que contiene fluorosilicona. En algunas realizaciones, el elastómero de fluorosilicona comprende más de 10% (% en mol) de metiltrifluoropropilsiloxano, y preferiblemente más de 20%, y lo más preferiblemente más de 25%. En algunas realizaciones, el elastómero de fluorosilicona es un terpolímero que incorpora unidades de repetición de metiltrifluoropropilsiloxano, difenilsiloxano (o metilfenilsiloxano) y dimetilsiloxano.
La Tabla 6 muestra los parámetros de solubilidad Hansen para el elastómero preferido PMTFPS y su relación relativaenergía-diferencia (RED) con fluidos de suspensión de polisiloxano y alcano. La teoría relevante, las ecuaciones y los métodos de medición de parámetros se pueden hallar en el libro titulado 'Hansen Solubility Parameters - A User's Handbook' Charles M. Hansen, 2007, CRC Press. Una relación RED significativamente menor que 1,0 indica expansión considerable del polímero sólido por el fluido (es decir, afinidad química), una relación de 1,0 indica que el fluido tiene capacidad de solubilización o expansión marginal (afinidad límite), y significativamente mayor que 1,0 indica que no tiene ninguna capacidad de solubilización o expansión (sin afinidad química). La tabla 6 muestra ejemplos de acoplamientos de materiales adecuados para las realizaciones y sus relaciones RED indican que no hay expansión (sin afinidad) entre el polímero sólido y los fluidos en equilibrio (es decir, más allá del tiempo). La relación r Ed para un acoplamiento del elastómero PMTFPS con el fluido PDMS (2 cSt) es 1,33, con fluido PDMS (100 cSt) es 127 y con Isopar M es también 1,27, y las tres relaciones RED son significativamente mayores que 1,0.
Tabla 6 - Parámetros de solubilidad Hansen para acoplamientos adecuados para las realizaciones
Ventajosamente, en realizaciones, la correspondencia de los coeficientes termo-ópticos (descritos anteriormente) también resulta en la correspondencia de los coeficientes de expansión térmica (CTE) ya que ambos se relacionan a través de la ecuación de Lorentz-Lorenz de la siguiente manera:
dn/dT = -f(n)ÍS
(en donde p es el volumen CTE) y,
f(n) = [n2-l)(n2+2)/6n
(en donde n es el índice de refracción a nD25)
Como consecuencia de tener valores CTE correspondidos para el par de materiales, el cambio en la relación RED sobre el intervalo de temperatura de operación es significativamente menor si se usaron los polímeros ópticos que se muestran en la tabla 1 (es decir, polímeros duros). En particular, la diferencia del parámetro de solubilidad polar entre el elastómero PMTFPS y los fluidos de bajo índice de refracción permanece estable en el intervalo de temperatura de operación, manteniendo la ausencia de afinidad química entre los acoplamientos.
En las realizaciones que tienen un elastómero de siloxano fluorado (p. ej., unidades de repetición de PMTFPS), el resto CF3 equivale al parámetro de solubilidad polar grande y a la resistencia química muy potenciada para fluidos de bajo índice de refracción. En comparación, los elastómeros de PDMS tienen un parámetro de solubilidad polar pequeño y afinidad significativa hacia fluidos con bajo índice de refracción. El elastómero PDMS tiene los siguientes parámetros de solubilidad Hansen: dispersión = 13,8 (MPa1/2), polar = 5,0 (MPa1/2) y enlace de hidrógeno = 1,2 (MPa1/2), y un radio de interacción de 14,3. El valor RED para el elastómero PDMS con Isopar M es 0,47, con fluido PDMS (100cSt) es 0,40, y con fluido Pd Ms (2cSt) es 0,41. Estos valores RED indican que los tres fluidos expanden los elastómeros PDMS a 25°C, y en consecuencia el acoplamiento de este material no se puede utilizar en las realizaciones.
En ensayos de resistencia química para demostrar la no expansión del elastómero de fluorosilicona por el fluido PDMS a alta temperatura, el elastómero de fluorosilicona FE-271-U se sumergió en aceite de PDMS KF-96-100cSt (ambos disponibles de www.shin-etsu.com) durante 250 horas a 150°C. El grado de expansión (es decir, cambio de volumen) al final del ensayo, pero aún a 150°C fue justo 0,5%. En comparación, el elastómero de silicona KE-951 -U sumergido en el mismo fluido durante el mismo tiempo y misma temperatura se expandió en un 50%.
Ventajosamente, los materiales elastoméricos de fluorosilicona desarrollados para la industria de anillos O/sellos proporcionan más antecedentes sobre la resistencia química de los elastómeros para uso como el polímero sólido, no planar, en las realizaciones. Los elastómeros utilizados en anillos O se cargan con sílice condensada y/u otras cargas duras dispersadas y aditivos, y lucen translúcidos (carga de sílice condensada), negros (carga negro de carbono), blancos (carga TiO2) o coloreados (carga de pigmentos). En consecuencia, las formulaciones (o kits) creados para aplicaciones de anillos O/sellos son heterogéneas y no pueden emplearse para el polímero no planar de las realizaciones, estas últimas son homogéneas (es decir, comprenden el mismo material). Asimismo, la química de curado de reticulación en las aplicaciones de anillos O es en general un sistema catalizado con radicales libres de peróxido que crea componentes volátiles como parte del curado, en realizaciones preferidas se usa un sistema
catalizado con platino que crea componentes no volátiles. Los anillos O elastoméricos de fluorosilicona se conocen como FVMQ o FMQ (véanse ISO1629 o ASTM D1418). Incluso las propiedades ópticas y mecánicas de los anillos O de fluorosilicona están dominadas por la interacción de sus materiales de carga con el polímero de fluorosilicona circundante, su resistencia química depende casi exclusivamente de su polímero de fluorosilicona. PMTFPS se usa en general en un copolímero con PDMS en anillos O. La resistencia química demostrada por los anillos O elastoméricos FVMQ es una guía útil para la resistencia de fluorosiliconas homogéneas para uso en realizaciones.
La resistencia química de los anillos O de fluorosilicona para contacto continuo con gasolina y otros productos de petróleo se ha probado en las industrias automotriz y aeronáutica, en donde han demostrado el más amplio intervalo de temperatura de operación para elastómeros. ASTM D 2000, 'Standard Classification for Rubber Products in Automotive Applications' - 2008, califica los anillos O/sellos de fluorosilicona por tener un cambio de volumen de menos de 10% (es decir, <10% expansión) cuando se sumergen en un aceite de petróleo de ensayo IRM 903 durante 70 horas a 150°C (la temperatura máxima del aceite de ensayo). El aceite IRM 903 es más tóxico que los fluidos de bajo índice de refracción adecuados para las realizaciones: el índice de refracción es 1,503, su contenido aromático es 14%, su contenido de nafténico es >40% y su viscosidad cinemática a 38°C es 32cSt. La resistencia a baja temperatura de los anillos O/sellos de fluorosilicona se califica como no frágil después de 3 minutos a -55°C (véanse los materiales FK en la tabla 6 de ASTM D2000-08).
En una prueba de resistencia química relacionada de anillos O de fluorosilicona para motores aeronáuticos, el porcentaje en mol de metiltrifluoropropilsiloxano (MTFPS) a dimetilsiloxano (DMS) en un copolímero varió para demostrar la influencia de la composición del copolímero sobre la resistencia a la expansión. El copolímero A tenía 20:80 (% en mol) MTFPS:DMS, el copolímero B tenía 50:50 y el copolímero C tenía 100:0. El combustible para aeronaves JP5 (viscosidad ~1,5cSt a 40°C) expandió el copolímero A en 28%, el copolímero B en 6% y el copolímero C en 16%. El fluido hidráulico para aeronaves Hydrol expandió el copolímero A en 43%, el copolímero B en 28% y el copolímero C en 6%. Este ejemplo demuestra que en las realizaciones es ventajoso ensayar un intervalo de % en mol de PMTFPS cuando se usa como copolímero para identificar el nivel óptimo de acoplamiento con un fluido de suspensión seleccionado (o tinta electroforética).
En algunas realizaciones, se lamina un dispositivo de película electroforética entre un par de capas adhesivas (p. ej., intercapas EVA) y un par de paneles de vidrio, y cada capa adhesiva cubre sustancialmente toda la superficie de cada panel y se enlaza a una cara opuesta del dispositivo electroforético a una cara de un panel, y la lámina de vidrio electroforética es un monolito. Ventajosamente en las realizaciones, la resistencia a la expansión a alta temperatura provista por el par de materiales (es decir, el polímero sólido, no planar, elastomérico y el fluido de suspensión) es compatible con los dispositivos de película laminada para vidrio. La intercapa puede ser polivinilo butiral (PVB), etilenoacetato de vinilo (EVA) o poliuretano (PU), y ventajosamente incorpora una función de filtro de UV que absorbe 99% o más de luz UV incidente. Preferiblemente, se usa una intercapa EVA, ya que éstas tienen la menor temperatura máxima de procesamiento y excelente adhesión a sustratos PET. Se prefiere un proceso de laminación de vidrio en bolsa de vacío frente a una autoclave. Las películas de intercapas adecuadas para uso con la presente invención incluyen EVASAFE de Bridgestone Corporation, Japón, y S-LEC EN de Sekisui, Japón. Los lineamientos para procesos de laminación de películas PET a vidrio están disponibles de ambos proveedores. Como parte del proceso de laminación de vidrio, una realización se somete a temperatura máxima de aproximadamente 105°C durante 10 minutos o más, y los acoplamientos de materiales descritos demuestran baja expansión (casi imperceptible) y no exhiben degradación del desempeño de las celdas electroforéticas como consecuencia de la laminación del dispositivo al vidrio.
Las siguientes secciones describen además la selección de materiales adecuados para el fluido de suspensión (820) y el polímero sólido, no planar (808) con el requerimiento de que estos materiales permanezcan separados en fases en la celda electroforética (809) y se conserven de manera compatible (es decir, sin afinidad química) en un amplio intervalo de temperatura de operación. Esta descripción adicional es común a los cuatro aspectos ya descritos, excepto si es excluida/limitada por un aspecto. Para practicidad, en la presente invención los cuatro aspectos descritos se pueden denominar de la siguiente manera:
- correspondencia de coeficientes termo-ópticos para el par de materiales;
- correspondencia de dispersión cromática para el par de materiales;
- uso de un bajo índice de refracción para el par correspondido de materiales; y
- uso de una organosilicona y/o un fluido de suspensión hidrocarbonado alifático y un polímero no planar, elastomérico, fluorado como el par preferido de materiales (es decir, la disolución de acoplamiento preferida).
Ventajosamente, los siloxanos y los siloxanos fluorados (es decir, fluorosiliconas) tienen gran estabilidad térmica y oxidativa, son químicamente inertes y tienen muy buena resistencia ultravioleta que resulta en excelente estabilidad ambiental. En los espectros de luz UV e infrarrojos, ambos materiales son transparentes fuera de las bandas de absorción características en el espectro infrarrojo cercano. Los siloxanos se usan ampliamente en las industrias de construcción y acristalamiento (elastómeros rellenos - no ópticamente transparentes) en donde tienen capacidad climática comprobada y durabilidad durante una vida medida en decenios. De modo similar, los polidimetisiloxanos se
han usado como un encapsulante en aplicaciones de LED fotovoltaicas y de alto brillo, en estas aplicaciones el elastómero de PDMS se selecciona para transparencia óptica y demuestra excelente fotoestabilidad en ambientes al aire libre.
En realizaciones, las partículas negras cargadas se trasladan de posición en un campo eléctrico y el tiempo de conmutación es cuasi-proporcional a la viscosidad del fluido de suspensión. En la técnica anterior de pantallas electroforéticas resulta muy conveniente minimizar el tiempo de conmutación, ya que una pantalla puede actualizarse continuamente y en consecuencia se minimiza la viscosidad. Pero en dispositivos electroforéticos ópticamente transparentes para uso en aplicaciones de vidrio inteligente, no existe la misma necesitad imperativa de proporcionar el más rápido tiempo de conmutación posible y es más importante que la viscosidad del fluido de suspensión (como indicador del peso molecular) sea lo suficientemente alta, de manera que a la temperatura de operación máxima el fluido no se torne un disolvente para el polímero sólido, no planar en la celda electroforética en donde dicho fluido no es un disolvente a 25°C. Asimismo, el material de elección para el fluido de suspensión proporciona una viscosidad utilizable a baja temperatura para garantizar la operación de conmutación.
En realizaciones, el fluido de suspensión comprende 75% o más de oligómeros o polímeros de cadena corta (o copolímeros). El fluido de suspensión remanente puede incluir agentes de control de carga asociados con las partículas cargadas, y varios aditivos opcionales que incluyen tensioactivos, dispersantes y polímero disuelto de alto peso molecular para estabilizar la suspensión de las partículas cargadas en una tinta electroforética - estos se conocen en la técnica anterior de tintas electroforéticas. La viscosidad cinemática resultante del fluido de suspensión a 25 grados Celsius está dentro del intervalo de 3 cSt a 100 cSt, y preferiblemente dentro del intervalo de 5 cSt a 50 cSt, o aproximadamente dos veces o más que aquella de una pantalla electroforética típica. Asimismo, la viscosidad cinemática resultante a 75 grados Celsius es más que 2 cSt, y preferiblemente más que 3 cSt, y lo más preferiblemente más que 3,5 cSt para minimizar el riesgo de que el fluido de suspensión se torne un disolvente para la estructura no planar, aunque no un disolvente a 25°C. La tabla 4 muestra que los fluidos de alcano típicos de aquellos que se encuentran en pantallas electroforéticas convencionales tienen viscosidades a 75°C de aproximadamente 1,25 cSt o menos, aumentando en gran medida su capacidad de solubilización (y expansión) para el polímero sólido en contacto con el fluido en una celda electroforética. En contraste, los fluidos PDMS tienen un amplio intervalo de viscosidades disponibles y cambian menos con la temperatura que los fluidos de alcano. En la tabla 4, los fluidos PDMS con aproximadamente siete o más unidades de repetición mantienen una viscosidad mayor que 2,0 cSt a 75°C. Los fluidos PDMS se pueden mezclar para lograr una viscosidad mínima deseada a alta temperatura y/o un máximo a baja temperatura.
La viscosidad cinemática resultante en algunas realizaciones a -25 grados Celsius es menor que 350 cSt, y preferiblemente menor que 200 cSt, y lo más preferiblemente menor que 125 cSt para asegurar la conmutación a muy baja temperatura. Nuevamente, los fluidos PDMS exhiben menos cambio en viscosidad para baja temperatura que los fluidos de alcano. En la tabla 4, un fluido PDMS con una viscosidad de 5,0 cSt a 25°C tiene una viscosidad de aproximadamente 17 cSt a -25°C, en comparación con Isopar M tiene 3,25 cSt y 21 cSt respectivamente. Los alcanos lineales (o normales) en general no son adecuados para realizaciones a baja temperatura: n-dodecano en la tabla 3 es un semisólido a -25°C, a pesar de tener una viscosidad de solamente 1,84 cSt a 25°C. En otro ejemplo de adecuación limitada, el alcano en mezcla (o hidrocarburo alifático) 50350 de la tabla 3 pasa de ser semisólido a -25°C a 19 cSt a 25°C y 4 cSt a 75°C, resultando en una adecuación mucho más deficiente que el PDMS (n~15) que tiene una viscosidad de 37 cSt a -25°C, 10 cSt a 25°C y 4 cSt a 75°C. El último tiene un cambio de viscosidad similar con temperatura para polidietilsiloxano (véase la tabla 4).
El polímero de muy alto peso molecular añadido como componente minoritario a un fluido de suspensión para mejorar una suspensión de partículas cargadas puede ser dañado a temperatura elevada debido a la reducción en viscosidad, o resultar en viscosidad inaceptablemente alta a baja temperatura. En algunas realizaciones, el polidimetilsiloxano de muy alto peso molecular, o el polidietilsiloxano, o polimetilalquilsiloxano se añade en lugar de aditivos poliméricos convencionales, ya que su cambio de viscosidad se minimiza con la temperatura. Por ejemplo, en la tabla 3, P(DMS-co-DPhS) tiene un cambio de viscosidad similar a un polímero hidrocarbonado de alto peso molecular correspondiente, pasa de 24.800 cSt a -25°C a 450 cSt a 25°C y justo 75 cSt a 75°C, lo que resulta en una capacidad de estabilización mucho más deficiente a 75°C que para PDMS (n~232), que tiene una viscosidad de 1.650 cSt a -25°C, 500 cSt a 25°C y 217 cSt a 75°C (véase la tabla 4 para el último). El número máximo de unidades de repetición de los fluidos PDMS que se muestra en la tabla 4 es 846 (para una viscosidad de 10.000 cSt a 25°C) pero el fluido de suspensión de una realización no se limita en el número de unidades de repetición de un aditivo minoritario, y ventajosamente el PDMS permanece como un fluido más allá del número de unidades de repetición cuando no está reticulado (o la reticulación es imperceptible).
Preferiblemente, el controlador de una realización (es decir, generador de señales) detecta la temperatura de la cara de una realización y compensa la temperatura durante la conmutación con aumento de la duración de la forma de la onda o amplitud de voltaje para temperaturas reducidas y viceversa. Los ejemplos de un controlador y formas de onda que se pueden utilizar con las realizaciones se describen en la solicitud de patente irlandesa relacionada S2013/0104 titulada "An Electrophoretic Device Having a Transparent Light State", presentada el 22 de marzo de 2013 (referencia expediente P106878IE00).
La viscosidad del fluido de suspensión a alta y baja temperatura se relaciona con su punto de ebullición y punto de fluidez respectivamente, y estas propiedades se muestran en las tablas 3 y 4. Pero en las realizaciones, estos requisitos de un punto de suspensión y un punto de fluidez del fluido de suspensión no son capturados automáticamente por los intervalos de viscosidad ya descritos. La alta temperatura requiere un fluido de suspensión con una baja presión de vapor y un punto de ebullición muy por encima de la temperatura de operación máxima. Como un fluido de suspensión que consiste en una mezcla de distintos componentes es importante que cada componente como fluido o material puro no sea volátil a la temperatura de operación máxima. A la inversa, para asegurar la operación a baja temperatura, el punto de fluidez del fluido de suspensión está muy por debajo de la temperatura de operación mínima. El punto de fluidez es una guía para la temperatura mínima que puede tolerar una realización, a esa temperatura la viscosidad del fluido de suspensión es demasiado alta para soportar la conmutación (es decir, no es operativa) pero de otro modo es seguro exponer el fluido en una celda electroforética a la temperatura del punto de fluidez.
En algunas realizaciones, el fluido de suspensión tiene un punto de ebullición a presión atmosférica de por lo menos el doble de la temperatura de operación máxima del dispositivo en grados Celsius, y preferiblemente por lo menos 200 grados Celsius, y un punto de fluidez por lo menos 1,5 veces inferior que la temperatura de operación mínima, y preferiblemente por lo menos -30 grados Celsius (es decir, 243K), y más preferiblemente por lo menos -45 grados Celsius (es decir, 228K) y lo más preferiblemente por lo menos -55 grados Celsius (es decir, 218K). En la tabla 4, los fluidos PDMS con aproximadamente 7 o más unidades de repetición (n>7) tienen un punto de ebullición de más de tres veces la temperatura de operación máxima. Ventajosamente, los fluidos PDMS tienen un punto de fluidez del doble (en magnitud) de la temperatura de operación mínima (es decir, -50°C frente a -25°C, respectivamente) más allá del número de unidades de repetición (p. ej., un fluido PDMS con una viscosidad de 1M cSt a 25°C aún tiene un punto de fluidez menor que aproximadamente -50°C).
Algunos fluidos, tales como los alcanos lineales, desarrollan cristales de cera a escala nanométrica a baja temperatura, y con el fin de evitar estos cristales de cera que causan dispersión de luz, su dimensión máxima es menos que 200 nm a una temperatura de operación mínima de una realización. Preferiblemente, un fluido de suspensión está libre de cristalización a una temperatura de operación mínima de una realización, y en este sentido el fluido evita un nivel significativo de componentes de alcano lineal.
La temperatura de servicio de un fluido (se muestra en las tablas 3 y 4) es el intervalo utilizable para una operación normal de fluido puro típicamente recomendada (o guiada) por los proveedores de ese fluido, y es significativamente más estrecho que el intervalo indicado por el punto de fluidez hasta el punto de ebullición. En realizaciones, el intervalo de temperatura de operación es más estrecho (es decir, más conservador) que la temperatura de servicio de los fluidos puros que se muestran en las tablas 3 y 4. Los fluidos de PDMS con unidades de repetición de tres o más (es decir, n>3) tienen una amplia temperatura de servicio, entre -40°C y 150°C, independientemente del número de unidades de repetición, haciendo que su uso en las realizaciones consista preferiblemente en fluidos de alcano (-40°C a 130°C) para dispositivos con un amplio intervalo de temperatura de operación, véase la tabla 4.
Los fluidos de polidialquilsiloxano, incluidos con grupos de sustituyentes lineales y ramificados, son adecuados para realizaciones, y la tabla 4 demuestra que el polidietilsiloxano a 10 cSt viscosidad (25°C) tiene un cambio de viscosidad similar con temperatura a PDMS(n=15), y temperatura de servicio, punto de ebullición, punto de fluidez y dn/dT similares, el número Abbe es mayor por un número Vd (es decir, más favorable) lo que refleja el aumento del contenido de hidrocarburo. Este último punto se puede generalizar para realizaciones en las cuales aumentar el contenido de hidrocarburo del fluido de suspensión de siloxano - aumentando el peso molecular de los grupos sustituyentes de alquilo - aumenta el número Abbe de los fluidos en una viscosidad correspondiente, fluido PDMS. En algunas realizaciones, el PDMS es más ventajoso que el polidietilsiloxano, ya que tiene un índice de refracción más bajo: 1,399 frente a 1,437. Pero en otras realizaciones, los grupos sustituyentes de alquilo más grandes tienen otra ventaja (además del aumento del número Abbe), ya que ofrecen mejor interacción con una superficie de partículas cargadas hidrocarbonada, proporcionando suspensión de partículas superior en el fluido de suspensión. Incluso en otras realizaciones, uno o más fluidos de PDMS se mezclan con uno o más fluidos de siloxano que tienen grupos sustituyentes alquilo más grandes, tales como polidietilsiloxano.
Preferiblemente, el fluido de suspensión no mezcla una minoría de fluidos volátiles con una mayoría de fluidos no volátiles para ajustar propiedades. Asimismo, preferiblemente el fluido de suspensión se destila o de otro modo se procesa para prácticamente eliminar los componentes volátiles que tienen un punto de ebullición inferior al anteriormente descrito. Los componentes volátiles son relativos, por ejemplo, los PDMS (n=0 o n=1) se pueden considerar volátiles cuando están presentes en fluidos de silicona de número de repeticiones alto. De manera similar, C8H18 y alcanos inferiores en C12H26 y alcanos superiores son volátiles. En la preparación de un fluido de suspensión para uso en realizaciones, el nivel de componentes volátiles preferiblemente se reduce a menos de 1%, y preferiblemente a menos de 0,5%. Además, una tinta electroforética tiene su contenido de agua reducido hasta un mínimo (aproximadamente 100 ppm o menos) y se desgasea antes del uso en un dispositivo. A menos de 100 ppm, el contenido de agua en el fluido de suspensión tiene un impacto insignificante sobre el índice de refracción del fluido y la constante dieléctrica.
En realizaciones, el 75% o más del fluido de suspensión incluye uno o más de los siguientes, o copolímeros de dos de los siguientes, en disolución: un compuesto hidrocarbonado alifático (es decir, alcano), un compuesto de
organosilicona, un compuesto de fluorosilicona (p. ej., fluoroalquilsiloxano) o un compuesto de organoflúor (p. ej., fluorocarbono, perfluorocarbono o perfluoroacoxi). Preferiblemente, la mayoría (> 75%) del fluido de suspensión es un polímero de bajo peso molecular y tiene unidades de repetición que comprenden uno o más de: dimetilsiloxano, dietilsiloxano, metilalquilsiloxano, dialquilsiloxano o metilfenilsiloxano. Preferiblemente, este fluido de suspensión se acopla con un polímero sólido, no planar, elastomérico de fluorosilicona en la celda electroforética. En algunas realizaciones, el fluido de organosilicona tiene uno o más componentes de siloxano cíclicos tales como, decametilciclopentasiloxano o dodecametilciclohexasiloxano.
Las propiedades eléctricas de los fluidos de suspensión mencionados satisfacen los requerimientos de las realizaciones, no obstante, la constante dieléctrica de un fluido de suspensión de fluorosilicona es significativamente mayor que para los otros fluidos y en consecuencia es menos deseable (como se describe en lo sucesivo). Los fluidos de PDMS que se muestran en la tabla 4 tienen una constante dieléctrica a 50 hertz en el intervalo de 2,28 a 2,76, y los alcanos en el intervalo de 2,0 a 2,1. La resistividad del volumen de los fluidos de PDMS es > 1x1012 ohm.m, y los alcanos son también >1x1012ohm.m. El voltaje de ruptura de los fluidos de PDMS que tienen una viscosidad a 25°C de <6cSt es >14V por micrómetro, y para >6cSt es >20V por micrómetro. La tangente de pérdida dieléctrica a 50 hertz para los fluidos de PDMS es <0,0001. La conductividad térmica de los fluidos de PDMS que tienen una viscosidad < 50 cSt yace en el intervalo de 0,10 a 0,15 W/(m.K), y para aquellos > 50 cSt, 0,16 W/(m.K).
Aquellas realizaciones que usan un fluido de suspensión de fluorosilicona ofrecen un acoplamiento alternativo de fluido y polímero sólido, elastomérico. Un ejemplo de fluido de fluorosilicona PMTFPS se expone en la tabla 3. Es un fluido de suspensión polimérico, fluorado y también puede describirse como fluido de suspensión de siloxano fluorado. Sigue siendo un fluido más allá del número de unidades de repetición, a menos que se reticule. Con suficiente reticulación, el PMTFPS se convierte en un elastómero (un polímero sólido) como se muestra en la tabla 2. El fluido polimérico PMTFPS no disuelve ni expande apreciablemente el elastómero de PDMS (véase la tabla 2). Su cambio de viscosidad con la temperatura es significativamente mayor que el fluido de PDMS que tiene una viscosidad similar para éste a 25°C (véanse las tablas 3 y 4). Preferiblemente, la funcionalidad del PMTFPS se incorpora como un polímero mayoritario con un polisiloxano tal como polidifenilsiloxano. La función de este último en el copolímero es elevar el índice de refracción del fluido de suspensión de 1,382 (PMTFPS) hasta aproximadamente 1,4118 o más (correspondencia con el elastómero de PDMS). En otro ejemplo de un fluido de fluorosilicona, el flúor está presente como un grupo sustituyente de fluoroalcoxi en un siloxano tal como el grupo heptafluoroisopropoxipropilo.
El fluido de suspensión de fluorosilicona comprende un homopolímero de fluorosilicona o un copolímero de fluorosilicona que tiene por lo menos un grupo colgante que contiene un grupo fenilo y comprende más de 10% (% en mol) de metiltrifluoropropilsiloxano, y preferiblemente más de 20%, y lo más preferiblemente más de 25%. Su polímero no planar, elastomérico acoplado en la celda electroforética es polimetilalquilsiloxano y preferiblemente polidimetilsiloxano. El fluido de suspensión está dominado por su CF3 (resto) polar, lo que resulta en una constante dieléctrica para el fluido a 50 hertz de aproximadamente 6,5 a 7,0 y en consecuencia es mucho menos favorable que el acoplamiento anteriormente descrito de un elastómero de fluorosilicona y un fluido de suspensión de organosilicona o hidrocarburo alifático. El voltaje de ruptura de los fluidos de fluorosilicona es aproximadamente 15 voltios por micrómetro, y su resistividad de volumen es aproximadamente 1x1013 ohm.m.
Aquellas realizaciones que usan un fluido de suspensión de organoflúor ofrecen otro acoplamiento alternativo de fluido y polímero sólido, elastomérico. Los compuestos de organoflúor convencionales por sí mismos no son adecuados para las realizaciones, ya que su índice de refracción es demasiado bajo para tener la posibilidad de corresponderse con el índice de un polímero sólido apropiado en la estructura no planar (p. ej., véase FC-43 en la tabla 3 y disponible de www.3m.com). Los elastómeros de fluoropolímero tienen un índice de refracción adecuadamente bajo, pero no pueden usarse con un fluido de organoflúor, ya que este último disuelve o expande el elastómero. Pero con un contenido de flúor adecuadamente bajo, o incorporado como copolímero (nuevamente con bajo contenido de flúor total), un compuesto de organoflúor puede utilizarse para un fluido de suspensión de una realización. Como guía para contenido de flúor apropiado en la forma de CF3 (restos) se pueden realizar paralelos con contenido de flúor de fluido de PMTFPS. De este modo, se puede preparar un compuesto de organoflúor adecuado para las realizaciones con correspondencias de los índices de refracción con un polímero sólido elastomérico de PDMS. Similar al PMTFPS, el compuesto de organoflúor no disuelve ni expande el elastómero de PDMS.
Como se describió anteriormente en el primer aspecto, para obtener una correspondencia de coeficiente termo-óptico entre el fluido de suspensión y el polímero sólido, no planar, este último se selecciona para ser un elastómero con una temperatura de transición vítrea (es decir, Tg), preferiblemente menos de la temperatura de operación mínima. En realizaciones, el polímero sólido, no planar elastomérico se basa en enlaces flexibles en su esqueleto para lograr una temperatura de transición vítrea Tg. El esqueleto del elastómero incluye uno o más de los siguientes enlaces: éter (es decir, R-O-R'), siloxano (es decir, Si-O-Si), fluoroéter (es decir, CF2-O-CF2), tioéter (es decir, R-S-R'), metileno (es decir, CH2), difluorometileno (es decir, CF2) o fosfaceno (es decir, N=P). Se prefiere un esqueleto de siloxano, ya que tiene una Tg muy baja: el elastómero de PDMS tiene una Tg de menos de -100°C y el elastómero de siloxano fluorado tal como PMTFPS tiene una Tg de menos de -65°C a pesar de su contenido de flúor (véase la tabla 2).
En realizaciones, el elastómero ópticamente transparente (es decir, el polímero sólido, no planar) tiene 3% o menos de bruma en su volumen a un espesor de 50 micrómetros (es decir, aproximadamente una dimensión del eje z máxima en una celda electroforética), y preferiblemente menor que 2%, y lo más preferiblemente menor que 1%. En una
propiedad relacionada, sigue que el polímero sólido tiene una birrefringencia baja con un valor de menos de 0,005, y preferiblemente menos de 0,001, y lo más preferiblemente menos de 0,0005. Ventajosamente, la bruma y la birrefringencia muy bajas (es decir, <1% y <0,0005 respectivamente) se pueden lograr usando un elastómero amorfo muy por encima de su temperatura de transición vítrea, particularmente elastómeros que tienen un esqueleto de siloxano, tales como aquellos que se muestran en la tabla 2.
El polímero sólido ópticamente-transparente es o bien amorfo (se prefiere) o tiene segmentos cristalinos a escala nanométrica en el polímero amorfo y es semi-cristalino. En el último caso, la dimensión máxima (o eje) de los segmentos cristalinos a escala nanométrica se restringe a ser más corta que la longitud de onda de luz azul para evitar refractar luz visible. En realizaciones que tienen polímero semi-cristalino, por lo menos 50%, y preferiblemente por lo menos 85%, de los segmentos cristalinos tienen una dimensión máxima de 200 nm, y preferiblemente un máximo de 125 nm, y más preferiblemente un máximo de 85 nm, y lo más preferiblemente un máximo de 65 nm.
Dado que el polímero sólido, no planar es un elastómero, tiene propiedades viscoelásticas para temperaturas superiores a su temperatura de transición vítrea (y preferiblemente en un intervalo de temperatura de operación del dispositivo), y estas propiedades viscoelásticas son definidas por un Módulo de Young (es decir, E) de menos de 50 MPa y una dureza (Shore A) de menos de 90. La diferencia en las propiedades viscoelásticas para polímeros ópticos no adecuados para las realizaciones y elastómeros ópticamente transparentes para uso en las realizaciones se puede observar fácilmente comparando los valores de las tablas 1 y 2. Todos los polímeros de la tabla 1 tienen un Módulo de Young (E) de 1.400 MPa o más, mientras que aquellos de la tabla 2 tienen 3 MPa o menos. Una diferencia correspondiente se puede observar en la dureza de los polímeros sólidos: aquellos de la tabla 1 tienen valores que exceden el intervalo disponible con la escala Shore A (es decir, están en la escala Shore D), mientras que los de la tabla 2 están en Shore A. Ventajosamente, y como consecuencia de las propiedades de viscosidad del polímero no planar en la celda electroforética, la celda electroforética en realizaciones es flexible en el intervalo de temperatura de operación. El dispositivo resultante es también flexible cuando la celda se intercala entre sustratos flexibles tales como láminas de PET recubiertas con ITO. Mantener la flexibilidad en la celda electroforética es importante para las realizaciones que operan y toleran temperaturas muy bajas. Por ejemplo, una realización incorporada en el techo de un automóvil o en la puerta de un edificio puede exponerse a temperaturas muy bajas en clima extremo e incluso mantiene un grado de curvatura para evitar la demolición o agrietamiento cuando se somete a choque mecánico y viento. Asimismo, en algunas realizaciones, la celda electroforética se una a un sustrato recubierto con electrodos que a su vez se une a vidrio. El coeficiente de expansión térmica (es decir, CTE) de cada parte es significativamente diferente y resultará en tensiones de cizalladura a menos que se mantenga bajo el Módulo de Young en la interfaz entre partes dispares. Los valores que se muestran en la tabla 2 para el polímero sólido no planar son suficientemente bajos para evitar estrés destructivo dentro del dispositivo electroforético cuando se produce un ciclo entre extremos de temperatura.
En realizaciones que tienen un elastómero amorfo, las propiedades viscoelásticas dependen de la densidad de las reticulaciones covalentes (es decir, químicas) que reticulan moléculas que oscilan entre monómeros de alto peso molecular a oligómeros y a macromoléculas poliméricas (que comprenden múltiples unidades monoméricas), y como consecuencia el polímero no planar en estas realizaciones es goma termoestable. Alternativamente, en elastómeros semi-cristalinos, las propiedades viscoelásticas dependen de la densidad de las reticulaciones físicas provistas por segmentos cristalinos duros dispersados en polímero amorfo blando, y como consecuencia el polímero no planar es goma termoplástica.
Otra ventaja de los elastómeros ópticamente transparentes adecuados para las realizaciones que se muestran en la tabla 2 frente a los polímeros ópticos que se muestran en la tabla 1 es que los primeros tienen una temperatura de servicio de uso continuo máxima (es decir, Ts) de aproximadamente el doble de la temperatura de operación máxima de las realizaciones. En contraste, muchos de los polímeros ópticos de la tabla 1 tienen Ts de menos de la temperatura de operación requerida y podrían sufrir degradación térmica grave si se someten a uso prolongado en el intervalo de 90 a 100°C. En realizaciones, el polímero sólido, no planar, elastomérico tiene una temperatura de uso continuo máxima (es decir, Ts o temperatura de servicio) significativamente mayor que la temperatura de operación máxima del dispositivo, y preferiblemente mayor que 125 grados Celsius, más preferiblemente mayor que 150 grados Celsius y lo más preferiblemente mayor que 175 grados Celsius.
En realizaciones, el elemento polimérico sólido, no planar, elastomérico incluye uno o más de los siguientes polímeros o copolímeros o terpolímeros que emplean uno o más de los siguientes: un polisiloxano, un fluoroalcano, un polímero de perfluoroéter, un polímero de fluorosilicona, un polímero de (met)acrilato fluorado, un polímero de fluorosilicona (met)acrilato, un polímero de poliolefina fluorado, un policarbonato alifático fluorado o un poliuretano fluorado. Los copolímeros incluyen un copolímero de fluorosilicona-co-siloxano, un copolímero de fluorosilicona-co-fluoroalcano o un copolímero de fluoroéter-co-siloxano.
En realizaciones que tienen un elastómero fluorado (sinónimo de parcialmente fluorado en este documento), su polímero tiene por lo menos un grupo colgante que contiene un CF3 (resto). El CF3 (resto) es particularmente eficaz en resistir la expansión por fluidos de alcano y polisiloxano, significativamente más aún que el correspondiente contenido de flúor presente como CF2. En algunas realizaciones, el polímero fluorado tiene una unidad de repetición del tipo fluoroalquilsiloxano que incluye (aunque sin limitarse a ello) metiltrifluoropropilsiloxano (MTFPS), metilpentafluorobutilsiloxano, metilheptafluoropentilsiloxano o metilnonafluorohexilsiloxano. Alternativamente, el
polímero fluorado tiene una unidad de repetición del tipo fluoroalcoxialquilsiloxano que incluye (aunque sin limitarse a ello) heptafluoroisopropoxipropil tetrametilciclotrisiloxano.
Las propiedades eléctricas de los elastómeros de fluoroalquilsiloxano son adecuadas para uso en las realizaciones. Los elastómeros de PMTFPS tienen una constante dieléctrica a 50 hertz en el intervalo de 6,75 a 7,35. Ventajosamente, los elastómeros de siloxano fluorados tendrán siempre una constante dieléctrica mayor que los fluidos de silicona/PDMS y los fluidos alifáticos, lo cual tiene el efecto de aumentar la fuerza del campo eléctrico en el fluido (y la celda) disponible para desplazar partículas cargadas en la tinta electroforética. La relación inversa, fluido de suspensión de fluorosilicona y elastómero de silicona/PDMS tiene el efecto de reducir la fuerza del campo eléctrico disponible para desplazar partículas cargadas en la tinta y entonces es menos deseable. La resistividad del volumen del elastómero PMTFPS es >1x1012 ohm.m, y el voltaje de ruptura es aproximadamente 13V por micrómetro. La tangente de pérdida dieléctrica a 50 hertz es aproximadamente 0,04.
En realizaciones, el polímero sólido, no planar, elastomérico se puede curar por curado térmico o curado por radiación, o tener múltiples grupos funcionales de curado que incluyen grupos de curado térmico y foto-curado. En el último caso, los grupos de foto-curado pueden ser la minoría y utilizarse para lograr curado inicial rápido que proporciona propiedades mecánicas iniciales mínimas, mientras que los grupos de curado térmico son la mayoría y se emplean para lograr un alto nivel de polimerización de los sitios disponibles y propiedades uniformes.
En realizaciones, la química de curado de reticulación en el polímero sólido, no planar, elastomérico con un esqueleto de siloxano incluyen uno de: sistema de adición de hidrosililación catalizada con platino, sistema catalizado con radicales libres de peróxido, sistema de condensación catalizado con estaño o zinc, sistema de adición de radicales libres de tiol-eno o polímeros funcionales de metacrilato y acrilato curados con ultravioleta (es decir, siloxanos funcionales de acriloxipropilo o metacriloxipropilo). El curado de adición de hidrosililación catalizada con platino se prefiere, ya que no se forman productos secundarios durante el curado (es decir, volátiles del curado que podrían migrar hacia la tinta electroforética con el paso del tiempo). El curado con platino proporciona al polímero curado el mejor desempeño mecánico y óptico (también el más repetible). El coeficiente termo-óptico resultante del polímero sólido, elastomérico puede variarse sutilmente controlando la densidad o el nivel de reticulaciones. En un sistema de curado catalizado, el nivel de catalizador, o más importante aún su tasa de liberación de su fluido, se pueden usar para controlar el perfil de curado. Ventajosamente, la química de curado de reticulación de los siloxanos fluorados tales como PMTFPS y aquellos mencionados anteriormente es la misma que para los siloxanos no fluorados tales como polidimetilsiloxano, lo que permite que materiales y métodos de reacción para estos últimos se apliquen a los primeros, y que los copolímeros y los elastómeros reticulados incorporen unidades de repetición de ambos.
Una ventaja adicional es que hay una gama bien desarrollada de materiales para añadir funcionalidad a la reacción y funcionalidad al producto para polisiloxanos, y dichas funciones se pueden incorporar opcionalmente en copolímeros de fluorosilicona en realizaciones que usan la otra unidad de repetición de siloxano (es decir, no fluorada). Por ejemplo, la reactividad de la silicona y los productos que pueden introducirse incluyen: vinilo (curado activado con peróxido), vinilo hidruro (adición de vinilo, hidrosililación, curado catalizado con platino), hidruro silanol (curado con sal de metal), silanol (curado por humedad, RTV-parte 1), silanol alcoxi/alcóxido polimérico (curado por condensación RTV-parte 2), alcoxi/alcóxido polimérico (productos de cerámica y ormosil), amina (producto de poliurea, poliimida), amina epoxi (curado por adición de epoxi), epoxi (curado con UV catiónico), carbinol (producto de poliéster o poliureteano), (met)acrilato (curado de radicales libres que incluye térmico e iniciado por UV), mercapto (curado con tiol-eno que incluye térmico e iniciado por UV), acetoxi/cloro/dimetamina (curado por humedad), alcóxido polimérico (producto de dióxido de silicio), silsesquioxanos (producto de dióxido de silicio), polisilazanos (producto de nitruro de silicio) y polisilanos (producto de carburo de silicio).
En algunas realizaciones, el elastómero del esqueleto de siloxano tiene un prepolímero en la forma de un kit líquido de dos partes que comprende un componente base (es decir, catalizador de platino y cadena de vinilo) en una parte y un componente de curado (es decir, cadena de reticulador funcional de hidruro y opcionalmente vinilo adicional) en la otra parte. Las dos partes (es decir, los componentes de base y curado) en general se mezclan por combinación, y los métodos incluyen: mezcladoras de paletas sigma, mezcladoras planetarias o molinos de dos rodillos. El coeficiente termo-óptico de una realización se puede variar variando la relación de las dos partes en el prepolímero resultante y curando hasta un polímero sólido, elastomérico.
El curado de adición de hidrosililación catalizada por platino (preferido) permite el curado del elastómero de siloxano fluorado de las realizaciones debajo de 50°C (denominado RTV de vulcanización a temperatura ambiente), el curado entre 50°C y 130°C (denominado LTV de vulcanización a baja temperatura) o encima de 130°C (HTV de vulcanización a alta temperatura).
En un kit líquido de dos partes ilustrativo, el polimetiltrifluoropropilsiloxano terminado en vinilo, o sus copolímeros tales como polimetiltrifluoropropilsiloxano-co-dimetilsiloxano, polimetiltrifluoropropilsiloxano-co-metilfenilsiloxano o polimetiltrifluoropropilsiloxano-co-difenilsiloxano, que tienen viscosidades entre 200 cSt y 60.000 cSt, forman las cadenas poliméricas de la parte base, y éstas se destilan (o similar) para eliminar los componentes volátiles como se describió previamente para los fluidos poliméricos. Por ejemplo, la cadena de polímero fluorado de la parte base puede ser un polimetiltrifluoropropilsiloxano-co-dimetilsiloxano terminado en vinilo con 35% a 45% por ciento en mol de MTFPS (número CAS 68951-98-4).
En la parte de curado del kit ilustrativo, la cadena polimérica de reticulación proporciona tres grupos hidruro o más y puede ser un copolímero de metilhidrosiloxano-dimetilsiloxano con 15-50% en mol de unidades de repetición de metilhidrosiloxano. En algunas realizaciones, el polímero de reticulación incorpora grupos fenilo tales como copolímero de metilhidrosiloxano-metilfenilsiloxano. Un copolímero de reticulación puede terminar en un hidruro y en este caso tiene por lo menos una unidad de repetición de hidruro. Preferiblemente, el reticulador funcional de hidruro es una cadena de monómero, oligómero o polímero de alto peso molecular fluorada, e incorpora uno o más restos CF3. Por ejemplo, el reticulador fluorado puede ser trifluoropropiltris(dimetilsiloxi) silano (número CAS 3410-32-0). En otros ejemplos, el reticulador fluorado puede ser un copolímero que incorpora unidades de repetición metiltrifluoropropilsiloxano como un copolímero de metilhidrosiloxano-metiltrifluoropropilsiloxano con 15-50% mol de metilhidroxisiloxano.
El catalizador de platino es un complejo seleccionado para disolverse en el medio de reacción, creando un fluido homogéneo. Los ejemplos incluyen complejo de platino(0) divinilsiloxano, complejo de platino(0) divinilsiloxano cíclico y complejo de platino(+2) octanol. Por ejemplo, el catalizador de platino puede ser complejo de diviniltetrametildisiloxano (número CAS 68478-92-2) o complejo de ciclovinilmetilsiloxano (número CAS 68585-32-0). El catalizador de platino está en general en el intervalo de 1-30 ppm en base a la concentración de platino (no debe confundirse con la concentración de complejo) en la masa de la formulación total.
El resultado de curar la mezcla de los componentes de base y curado (de un kit de dos partes) es puentes etilo entre los grupos vinilo anteriores (de la base) y los grupos hidruro anteriores (del componente de curado) en sus respectivas cadenas. De este modo, los puentes etilo son las reticulaciones, y aumentar los puentes etilo en el polímero sólido, no planar resultante de las realizaciones aumenta la densidad de reticulación. En principio, los equivalentes molares de hidruros (en el reticulador o el componente de curado) reaccionan con vinilos (en las cadenas poliméricas o el componente base) pero en la práctica usualmente hay un exceso molar de hidruros frente a los vinilos (p. ej., 1,5:1,0) para lograr características físicas óptimas. La relación de los dos puede depender de la longitud de la cadena de la fluorosilicona terminada en vinilo (o el copolímero de fluorosilicona) y el porcentaje molar de hidruro en el reticulador. En algunas realizaciones, la cadena de fluorosilicona terminada en vinilo puede incorporar grupos sustituyentes vinilo para incrementar los sitios de curado y las reticulaciones. Las realizaciones pueden usar la longitud de la cadena de fluorosilicona (terminada en vinilo) y/o grupos sustituyentes vinilo, y/o el porcentaje molar de hidruro en el reticulador, y/o el peso molecular del reticulador, para controlar o seleccionar la densidad de las reticulaciones.
Se puede introducir una amplia gama de funcionalidades en los prepolímeros de una realización para el polímero sólido, no planar mediante hidrolizaciones catalizadas con platino homogéneas. La disponibilidad de funcionalidades alcano terminales adecuadas o funcionalidades hidruro es el único requisito. Por ejemplo, el elastómero de fluorosilicona de una realización puede tener las siguientes funcionalidades introducidas como parte del curado (catalizado con platino) que usa materiales de partida comercialmente disponibles: hidrocarburos que incluyen grupos alquilo o arilo, grupos epoxi, grupos nitrilo/ciano, grupos amina, grupos éster, grupos éter o grupos fluorados adicionales. Esto permite que las propiedades del polímero sólido, no planar se sintonicen, incluidas: propiedades de polímeros en volumen, propiedades que afectan la interacción del polímero sólido con la tinta electroforética y los distintos componentes de la tinta, y la adhesión del polímero sólido a un sustrato recubierto con electrodos (p. ej., PET recubierto con ITO). En algunas realizaciones, la fuerza mecánica se aumenta y las propiedades ópticas se modifican delicadamente incorporando resinas de vinilo Q o resinas de hidruro Q en las resinas o monómeros de polímero (es decir, prepolímeros para el polímero sólido, no planar).
En algunas realizaciones, se utilizan silanos funcionales para cebar el sustrato recubierto con electrodo a fin de potenciar la adhesión (es decir, la fuerza de unión) del polímero sólido, no planar, elastomérico de fluorosilicona al sustrato. Los silanos poseen un grupo hidrolíticamente sensible que puede reaccionar con sustratos inorgánicos tales como sustratos PET recubiertos con óxido de indio y estaño (ITO) para formar enlaces covalentes estables, y poseen un segundo grupo reactivo (p. ej., grupo hidruro o vinilo) que puede subsiguientemente formar enlaces covalentes con el elastómero de fluorosilicona tal como está curado. La superficie del ITO es hidrolíticamente estable y tiende a tener suficiente funcionalidad hidroxilo para permitir el acoplamiento bajo las mismas condiciones aplicadas a sustratos silíceos. El segundo grupo reactivo participa en el curado de adición catalizada con platino para acoplar el polímero sólido, no planar a los sustratos cebados con los que entra en contacto. Usualmente se añaden silanos reactivos como trialcoxi silanos y, en presencia de agua y un catalizador de condensación, forman una superficie polimérica cebada. En algunas realizaciones, los silanos y los catalizadores de condensación forman una capa de polímero planar ópticamente transparente muy delgada sobre la superficie del sustrato. La capa puede denominarse deposición de monocapa. Ventajosamente, en realizaciones, los cebadores comercialmente desarrollados para uso con polisiloxanos de adición de vinilo pueden utilizarse en forma equivalente con los siloxanos fluorados preferidos descritos en este documento, e incluyen aliltrimetoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano y polivinilmetoxisiloxano (estos materiales están disponibles de una serie de proveedores, como por ejemplo www.gelest.com).
Los materiales básicos y siliconas reactivas, fluorosiliconas reactivas, copolímeros reactivos y complejos catalizados con platino adecuados se comercializan de una serie de fuentes tales como www.dowcorning.com. www.shinetsu.com, www.momentive.com, www.gelest.com y www.unitedchem.com. Se pueden formular y mezclar para cumplir con los requisitos deseados y preparar fluidos de prepolímero para un polímero sólido, no planar, elastomérico.
En algunas realizaciones, los prepolímeros elastoméricos (p. ej., un kit de dos partes) y el fluido de suspensión (o tinta electroforética) se corresponden en lotes para asegurar una correspondencia del índice de refracción a una temperatura de referencia (p. ej., 25°C). Esto se puede hacer tomando una muestra representativa de ambos materiales (es decir, prepolímeros y fluido de suspensión) y midiendo las propiedades ópticas mientras se ajusta el fluido de suspensión, si es necesario, para ajustar su correspondencia del índice de refracción. En este caso, la correspondencia del índice es para las muestras de elastómero curado que son representativas del elastómero curado en un dispositivo para ese lote (es decir, cantidad o partida) de material. En realizaciones alternativas, el polímero sólido, no planar, elastomérico, curado se mide después de curar en un dispositivo, partida de dispositivos o en un rodillo de película del dispositivo, y el índice de refracción del fluido de suspensión se ajusta añadiendo fluidos del componente inferior o superior en base al lote para esos dispositivos. Como otra alternativa, se puede medir el índice de refracción de un lote o partida de fluido de suspensión (o tinta electroforética), y los componentes de prepolímero elastomérico se pueden ajustar de manera acorde para corresponderse con el índice del fluido (de ese lote) una vez curado. Asimismo, el coeficiente termo-óptico de un lote puede corresponderse delicadamente ajustando la densidad (o el nivel) de reticulación del elastómero para que se corresponda con el valor de una muestra representativa de un lote de fluido de suspensión (es decir, lote de tinta electroforética).
Como se describió previamente, preferiblemente una tinta electroforética tiene su contenido de agua reducido al mínimo (aproximadamente 100 ppm o menos) y se desgasea antes del uso en un dispositivo. Esto también rige para los prepolímeros del elastómero. Después de curar, un polímero no planar expuesto al aire ambiente puede absorber rápidamente la humedad, aumentando su contenido de agua hasta 250 ppm o más. Es preferible evitar o reducir el contenido de humedad en el polímero sólido a menos de aproximadamente 100 ppm para tener un impacto insignificante sobre el índice de refracción del polímero y la constante dieléctrica, y las propiedades eléctricas relacionadas, como resistividad del volumen y ruptura del voltaje. Se ha de apreciar que en la producción, es ventajoso controlar el contenido de agua y gas disuelto de la tinta electroforética y el polímero sólido, no planar, reduciendo preferiblemente ambos hasta niveles imperceptibles, para lograr correspondencia repetible del índice de refracción (hasta 0,001 o menos) con materiales correspondidos entre lotes.
Las figuras 1A y 1B muestran la realización 101 en dos vistas: una vista muestra una sección transversal de la celda electroforética 809 de la realización, y la otra vista es una cara de la realización, y puede ser una cara frontal o trasera. Las vistas en sección transversal representan una sección transversal diagonal de la vista de la cara. La Figura 1A muestra el primer estado de luz y 2B muestra el segundo estado de luz.
El dispositivo 101 tiene una tinta electroforética 830 en una celda electroforética 809. Esta última se indica con una flecha e incluye todos los elementos intercalados entre los electrodos superior e inferior 60. La tinta 830 tiene partículas cargadas 11 en un fluido de suspensión isotrópico, transparente 820 que está sujeto a los requerimientos ya descritos. Las partículas cargadas 11 tienen una carga negativa y lucen negras (en realizaciones, las partículas pueden estar cargadas positiva o negativamente). El movimiento de las partículas cargadas 11 en el eje z está limitado por la superficie interior del electrodo superior 60, o la capa de aislamiento 95 si está presente, y la superficie del polímero 815 indicada por el nivel o plano 1003 en la vista despiezada 1100.
En el dispositivo 101, se forman salientes por bolas de polímero ópticamente transparente (es decir, microesferas o micropartículas) 802 que están casi monodispersas y representan > 90% de las bolas, y bolas de polímero 803 que están monodispersas y representan el resto de las bolas. Las bolas de polímero 803 actúan como espaciadores de huecos de celdas, estableciendo el espesor de la celda 809 (junto con el espesor de una capa adhesiva clara óptica 45). Las bolas de polímero 803 también aseguran que la tinta electroforética 830 esté libre para rodear o envolver las bolas de polímero 802 en la capa de tinta electroforética 810 y que las partículas 11 puedan esparcirse por las bolas de polímero 802 sin obstrucciones en el primer estado de luz.
Las bolas de polímero 802 y 803 se proyectan hacia el volumen de la tinta electroforética 830 y rellenan parcialmente la capa de tinta electroforética 810 que de otro modo indica el volumen llenado con la tinta electroforética 830. El elemento polimérico 808 indica una estructura no planar enlazada a un adhesivo claro óptico (OCA) 45 y adyacente al electrodo inferior 60 dentro de la celda 809. El polímero 815 rellena el espacio entre las bolas de polímero 2 y 3 (es decir, los intersticios) y el plano de su superficie de interfaz con la tinta electroforética 830 se indica por 1003. En vista de la cara de la figura 1B, las bolas de polímero 802 y 803 se muestran dispuestas estrechamente en una monocapa, y se describe que tienen empaquetamiento aleatorio.
La celda electroforética 809 contiene los siguientes dos elementos opcionales: capa adhesiva clara óptica (OCA) 45 y capa aislante 95. OCA 45 forma un enlace fuerte con un electrodo 60 en un lado y con el polímero sólido, no planar 808 en el otro lado, véase la vista despiezada 1100 en la figura 1B. El polímero sólido, no planar 808 comprende microesferas de polímero 802, espaciadores de huecos de la celda de polímero 803, paredes de la celda de polímero 835 y polímero sólido 815. Estas partes diferentes del polímero sólido, no planar 808 son cada una elementos no planares en la celda electroforética 809 y están sujetas a los requerimientos ya descritos, al igual que cuando el polímero 808 es un polímero continuo individual (es decir, no comprende elementos poliméricos discretos, sino que está formado en forma contemporánea).
La celda electroforética 809 está intercalada entre los electrodos 60 y a su vez entre sustratos transparentes 90. Los sustratos 90 pueden ser cualquier material laminado transparente adecuado tal como vidrio o polímero (p. ej., PET) y
pueden ser rígidos o flexibles. Los electrodos 60 son cualquier conductor transparente adecuado (p. ej., ITO) que tiene una resistividad de la lámina lo suficientemente baja (p. ej., 70 ohm.cms) para aplicar formas de onda sin distorsión de señal importante. La capa aislante 95 es opcional y puede ser cualquier capa dieléctrica transparente adecuada tal como una capa de polímero, una capa adhesiva o una capa de óxido de silicio (es decir, SiOx). Previene el contacto eléctrico entre la tinta electroforética 830 y el electrodo 60. Las realizaciones son dispositivos de tinta electroforética cuando los electrodos son transparentes y están recubiertos en un par de sustratos flexibles.
Las Figuras 1A y 1B muestran paredes de polímero 835, y estas paredes definen una cavidad o volumen 80 (véase la vista de la cara de la figura 1B) que divide la tinta electroforética 830 en volúmenes o regiones discretas o semidiscretas dentro de la celda electroforética 809. Un volumen es semidiscreto cuando las paredes de la cavidad vecina 835 tienen regiones interpenetrantes (es decir, orificios) que permiten que la tinta 830 de una se mezcle con la tinta 830 de la otra. Las vistas de las secciones transversales muestran paredes 835 como predominantemente verticales (es decir, en el eje z de la celda 809) y que se extienden desde la superficie de las bolas de polímero 802 y 803 hacia la capa de aislante 95, o el electrodo superior 60, si el aislante no está presente. Las paredes 835 cumplen tres propósitos: el primero es dividir la tinta electroforética 830 en volúmenes discretos o semidiscretos para potenciar la estabilidad de la tinta 830 con el paso del tiempo, como se conoce en la técnica anterior de dispositivos de pantalla electroforética; el segundo es proporcionar una estructura sólida para la celda 809 que abarca los sustratos, y el tercero es autosellar eficazmente la tinta electroforética 830 en una celda electroforética 809. Las paredes de polímero 835 están formadas por un proceso de separación de fases inducido por polímero (conocido como PIPS en la técnica anterior). En una realización alternativa, se usa un proceso fotolitográfico para formar paredes/nervaduras 835 y cavidades 80.
La Figura 1A muestra una realización 101 en el primer estado de luz y representa una propagación o distribución máxima de las partículas cargadas 11 en un plano adyacente al electrodo superior. Partículas negras negativamente cargadas 11 se esparcen de manera prácticamente uniforme planares con el electrodo superior 60 en respuesta a un campo eléctrico que establece un potencial positivo entre los electrodos superior e inferior 60. Un rayo de luz 1405 incidente en la celda 809 es fuertemente absorbido por partículas 11 y una cara frontal de la realización 101 luce negra (véase la vista de la cara en la figura 1A).
La Figura 1B muestra la realización 101 en un segundo estado de luz y representa una concentración máxima de partículas cargadas 11 en la superficie de (o la interfaz de tinta con) la estructura no planar 808. Partículas negras negativamente cargadas 11 se concentran en el espacio (los intersticios) entre las bolas de polímero 802 y 803 en respuesta a un campo eléctrico que establece un potencial negativo entre los electrodos de la parte superior (es decir, capa aislante adyacente 95) y la parte inferior (es decir, OCA adyacente 45) 60. Cada bola de polímero 802 u 803 define una apertura 1006 que está sustancialmente libre de partículas 11, es transparente a la luz especular y proporciona acceso visual a objetos que se encuentran a la vista detrás de la realización 101. Un rayo de luz 1406 incidente en la celda 809 se transmite a través de una apertura 1006 definida por una bola de polímero 802 y sale de la celda 809 prácticamente libre de atenuación o dispersión de luz.
En la realización 101, preferiblemente la separación máxima entre las bolas de polímero vecinas 802 en su plano del ecuador 1003 (es decir, el espacio que ocupan las partículas concentradas 11 en el segundo estado de luz) no excede la resolución mínima del ojo de un espectador típico en una distancia de visualización determinada para evitar que un espectador sea capaz de resolver dicha área como un espectro negro o un efecto óptico. En la realización 101, los estados de luz tienen un tinte negro perceptible (es decir, cuando una tinta electroforética tiene partículas cargadas negras). La percepción del tinte por parte de un espectador es una de tinte uniforme debido a la escala micrométrica, la distribución discreta y la distribución densa de las aperturas 1006 (definidas por las bolas de polímero 802) en el espacio negro contiguo circundante (es decir, partículas 11 en su estado concentrado). El aspecto del tinte en el segundo estado de luz es comparable con el tinte negro en el parabrisas de un vehículo que tiene vidrio coloreado.
En la descripción de la realización 101, las aperturas 1006 se describieron como en gran medida libres de partículas 11. Más generalmente, una apertura 1006 se refiere a un área discreta que tiene una baja densidad de partículas 11, de manera que se transmite significativamente más luz en dicha apertura 1006 (particularmente en estados de luz intermedios) que en áreas circundantes que tienen densidad mayor de las partículas 11 y correspondientes a las partículas en el estado concentrado. Además, el borde de una apertura 1006 puede no ser un paso brusco de un nivel de densidad de partícula a otro, en cambio, la densidad de partícula puede declinar con un gradiente o pendiente desde una alta densidad en un área concentrada de partículas hacia una baja densidad en el centro de una apertura. Dichas consideraciones surgen porque la respuesta de las partículas cargadas en un campo eléctrico depende de una serie de factores y no es necesariamente uniforme. Por ejemplo, las partículas 11 pueden tener diferentes movilidades de carga que las llevan a desplazarse con diferentes velocidades en un campo eléctrico.
En algunas realizaciones, un dispositivo se incorpora como parte de una unidad de vidrio aislante (IGU) que posee una cavidad sellada entre un panel interior y un panel exterior, y uno de los paneles interior o exterior incorpora el dispositivo de película electroforética o bien como una lámina de vidrio o como una película aplicada (es decir, un dispositivo de película aplicada a un panel que usa un adhesivo sensible a presión). En uso, algunas realizaciones se montan en un marco que define una abertura y funcionan como una ventana electro-activa (sinónimo de vidrio inteligente).
En algunas realizaciones, la lámina electroforética puede comprender el dispositivo de película electroforética aplicado a una lámina de vidrio. En este caso, la lámina de vidrio tiene una construcción de vidrio de seguridad (p. ej., panel de vidrio intercapa PVB panel de vidrio) y el dispositivo de película electroforética se aplica al vidrio de seguridad usando una capa adhesiva adecuada tal como un adhesivo sensible a presión ópticamente claro (PSA). La lámina de vidrio cumple el requisito de vidrio de seguridad y el dispositivo de película electroforética proporciona transmitancia de luz electrónicamente variable a través de sus estados de luz.
La energía solar absorbida en la luz solar fuerte puede causar que se acumule calor, y los paneles de vidrio laminados al dispositivo de película electroforética (y sometidos a luz solar fuerte) preferiblemente se tratan para hacerlos más tolerantes al choque térmico usando uno de los siguientes procesos: fortalecimiento térmico, endurecimiento químico o endurecimiento térmico. Asimismo, el riesgo de rotura espontánea de los paneles de vidrio debido al estrés térmico se puede reducir en gran medida o eliminar, sometiendo los paneles fortalecidos con calor, endurecidos químicamente o endurecidos térmicamente a una prueba o tratamiento de inmersión térmica. En este caso, un proceso de eliminación identifica buenos paneles para uso como paneles en la lámina electroforética.
En algunas realizaciones, la acumulación de calor causada por partículas cargadas que absorben energía solar, se reduce a aproximadamente la mitad. La tinta electroforética del dispositivo usa partículas cargadas selectivas de la longitud de onda que sustancialmente transmiten o reflejan el espectro infrarrojo de luz solar (en comparación con las partículas cargadas que absorben todas las bandas) y minimiza la absorción del espectro de luz solar (en la mitad de la energía de luz solar). Ventajosamente, el uso de partículas cargadas selectivas de la longitud de onda reduce la temperatura de operación máxima de las realizaciones y reduce el estrés térmico impuesto en los paneles de vidrio laminado.
Las realizaciones descritas en este documento son adecuadas para una gama de aplicaciones que implican la exposición a temperaturas al aire libre y luz solar. Las aplicaciones incluyen el uso como un atenuador de luz en un vidrio inteligente, el uso como una pantalla translúcida o el uso como una pantalla reflectante legible a la luz del sol,. Al controlar la transmitancia de luz en ventanas, fachadas de vidrio o sistemas de techo, se pueden proporcionar funciones que incluyen vistas translúcidas, es decir, transparentes), privacidad (opacidad), tinte o atenuación electrónicamente variable u oscurecimiento. En dispositivos de pantalla, la funcionalidad se puede extender a áreas nuevas tales como proporcionar pantallas translúcidas (es decir, transparentes) y proporcionar pantallas reflectantes legibles a la luz del sol de formato grande para aplicaciones al aire libre, incluidos carteles y señalización pública.
Claims (14)
1. Un dispositivo electroforético (101) que comprende un primer electrodo (60) y un segundo electrodo (60) espaciado de dicho primer electrodo, y entre dichos electrodos una celda electroforética (809) que contiene una tinta electroforética (830) y uno o más elementos poliméricos sólidos, no planares (808), en donde dicha tinta incluye partículas cargadas (11) de por lo menos un tipo suspendidas en un fluido de suspensión (820), en donde dicho fluido de suspensión está en contacto con uno o más de dichos elementos poliméricos sólidos, no planares, caracterizado porque dicho polímero sólido, no planar resiste la expansión por dicho fluido de suspensión, la expansión en menos de 15% en un intervalo de temperatura de operación de dicho dispositivo que abarca por lo menos 30 grados Celsius,
y, 75% o más en masa de dicho fluido de suspensión es una organosilicona o un hidrocarburo alifático, y dichos elementos poliméricos sólidos, no planares consisten en un polímero elastomérico fluorado.
2. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 1, en donde los índices de refracción de dichos elementos poliméricos sólidos, no planares y dicho fluido de suspensión se corresponden para tener una diferencia de menos de 0,0075, y los índices de refracción correspondidos a 25 grados Celsius y 589,3 nm de luz son inferiores a 1,460.
3. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 1, en donde dichos elementos poliméricos sólidos, no planares consisten en un elastómero ópticamente transparente y tienen una temperatura de transición vítrea, Tg, inferior a 20 grados Celsius y tienen reticulaciones.
4. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 1, en donde dichas partículas cargadas son sensibles a un campo eléctrico aplicado a dicho dispositivo electroforético para desplazarse entre: un primer estado de luz extremo en el que las partículas se esparcen en forma máxima dentro de dicha celda para posicionarse en el trayecto de luz solar a través de la celda y para atenuar fuertemente la luz transmitida a través de la celda, y un segundo estado de luz extremo en el que dichas partículas se concentran en forma máxima dentro de la celda para quitarlas del trayecto de luz solar a través de la celda y sustancialmente transmitir luz a través de la celda para proporcionar acceso visual.
5. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde dicha temperatura de transición vítrea, Tg, es menor que la temperatura de operación más baja de dicho dispositivo electroforético, y preferiblemente menor que cero grados Celsius, más preferiblemente menor que -10 grados Celsius, incluso más preferiblemente menor que -20 grados Celsius y lo más preferiblemente menor que -40 grados Celsius.
6. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 1, en donde dicha expansión es menor que 10%, y más preferiblemente menor que 5%, e incluso más preferiblemente menor que 2%, y lo más preferiblemente menor que 1%.
7. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde dichos elementos poliméricos sólidos, no planares son viscoelásticos para temperaturas superiores a dicha temperatura de transición vítrea; y su Módulo de Young, E, es inferior a 50 MPa y su dureza es inferior a 90 Shore A.
8. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde el polímero de dichos elementos poliméricos sólidos, no planares tiene enlaces flexibles en su esqueleto e incluye uno o más de los siguientes enlaces: éter, siloxano, fluoroéter, tioéter, metileno, difluorometileno o fosfaceno.
9. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde dicho elastómero ópticamente transparente incluye polímeros o copolímeros o terpolímeros que usan uno o más de los siguientes: un polímero de fluoroalcano, un polímero de perfluoroéter, un polímero de fluorosilicona, un polímero de (met)acrilato fluorado, un polímero de fluorosilicona (met)acrilato, un polímero de poliolefina fluorado, un policarbonato alifático fluorado o un poliuretano fluorado, y los copolímeros incluyen un copolímero de fluorosilicona-co-siloxano, un copolímero de fluorosiliconaco-fluoroalcano o un copolímero de fluoroéter-co-siloxano.
10. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 9, en donde dicho polímero o copolímero del elastómero tiene por lo menos un grupo colgante que contiene un resto CF3; y el polímero incluye una unidad de repetición o bien del tipo: fluoroalquilsiloxano como metiltrifluoropropilsiloxano, metilpentafluorobutilsiloxano, metilheptafluoropentilsiloxano o metilnonafluorohexilsiloxano; o fluoroalcoxialquilsiloxano.
11. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde dicho fluido de suspensión es aceite de silicona que comprende 75% o más (% en mol) de una o más de las siguientes unidades de repetición de polímero: dimetilsiloxano, metilalquilsiloxano o metilfenilsiloxano, y dicho polímero sólido es una fluorosilicona o un copolímero o terpolímero que contiene fluorosilicona, que comprende más de 10% (% en mol) de metiltrifluoropropilsiloxano, y preferiblemente más de 20%, y lo más preferiblemente más de 25%.
12. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 3, en donde dicho elastómero ópticamente transparente comprende múltiples grupos funcionales de curado que incluyen grupos de curado térmico y de foto-curado.
13. Un dispositivo de película electroforética que incluye el dispositivo electroforético según la reivindicación 5, en donde dichos electrodos son transparentes y están recubiertos en un par de sustratos de película (90).
14. Un dispositivo electroforético según la reivindicación 11, en donde la constante dieléctrica de dicho elastómero ópticamente transparente es mayor que la constante dieléctrica de dicho fluido de suspensión.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB201318614A GB201318614D0 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | A wide-operating temperature range electrophoretic device |
| GB201319945A GB201319945D0 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | A wide operating temperature range electrophoretic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2893766T3 true ES2893766T3 (es) | 2022-02-10 |
Family
ID=51752120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES18207511T Active ES2893766T3 (es) | 2013-10-22 | 2014-10-16 | Un dispositivo electroforético con amplio intervalo de temperatura de operación |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (6) | US10324353B2 (es) |
| EP (2) | EP3470915B1 (es) |
| JP (1) | JP6396451B2 (es) |
| ES (1) | ES2893766T3 (es) |
| WO (1) | WO2015059029A1 (es) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3396446B1 (en) | 2013-03-22 | 2020-06-03 | Vlyte Innovations Limited | An electrophoretic device having a transparent light state |
| US9110230B2 (en) | 2013-05-07 | 2015-08-18 | Corning Incorporated | Scratch-resistant articles with retained optical properties |
| WO2015059029A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-30 | Vlyte Innovations Limited | A wide operating temperature range electrophoretic device |
| DE102015200929A1 (de) * | 2015-01-21 | 2016-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Projektionsschirmvorrichtung, Projektionsvorrichtung und Projektionsverfahren |
| JP6681155B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2020-04-15 | イー インク コーポレイション | 電気泳動分散液、電気泳動分散液の製造方法、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器 |
| DE102015212389A1 (de) * | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Aesculap Ag | Beschichtung für Applikatoren in der Elektrochirurgie |
| KR102732745B1 (ko) | 2017-04-20 | 2024-11-21 | 카디날 아이지 컴퍼니 | 고성능 사생활 보호 창유리 구조체 |
| CN115453795A (zh) | 2017-06-16 | 2022-12-09 | 伊英克公司 | 可变透射电泳装置 |
| ES2963164T3 (es) | 2017-06-16 | 2024-03-25 | E Ink Corp | Medios electro-ópticos que incluyen pigmentos encapsulados en aglutinante de gelatina |
| CA3069532A1 (en) | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Cardinal Ig Company | Electrical connection configurations for privacy glazing structures |
| US11360364B2 (en) | 2017-11-06 | 2022-06-14 | Cardinal Ig Company | Privacy glazing system with discrete electrical driver |
| JP7201307B2 (ja) * | 2017-12-22 | 2023-01-10 | ダウ・東レ株式会社 | 積層体およびその用途 |
| TWI821234B (zh) | 2018-01-09 | 2023-11-11 | 美商康寧公司 | 具光改變特徵之塗覆製品及用於製造彼等之方法 |
| WO2019217693A1 (en) | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Cardinal Ig Company | Electrically controllable privacy glazing with energy recapturing driver |
| EP3834038B1 (en) * | 2018-08-07 | 2023-10-18 | E Ink Corporation | Flexible encapsulated electro-optic media |
| WO2020037185A1 (en) | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Cardinal Ig Company | Privacy glazing structure with asymetrical pane offsets for electrical connection configurations |
| US11474385B1 (en) | 2018-12-02 | 2022-10-18 | Cardinal Ig Company | Electrically controllable privacy glazing with ultralow power consumption comprising a liquid crystal material having a light transmittance that varies in response to application of an electric field |
| CN113518712A (zh) | 2019-02-08 | 2021-10-19 | 卡迪纳尔Ig公司 | 用于隐私玻璃窗的低功率驱动器 |
| WO2020176193A1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | E Ink Corporation | Composite electrophoretic particles and variable transmission films containing the same |
| JP7645193B2 (ja) | 2019-04-29 | 2025-03-13 | カーディナル アイジー カンパニー | 複数の電気的に制御可能なプライバシーガラス構造のスタガされた駆動電気制御 |
| EP3963394A1 (en) | 2019-04-29 | 2022-03-09 | Cardinal Ig Company | Leakage current detection and control for one or more electrically controllable privacy glazing structures |
| EP3963395A1 (en) | 2019-04-29 | 2022-03-09 | Cardinal Ig Company | Systems and methods for operating one or more electrically controllable privacy glazing structures |
| GB201914105D0 (en) | 2019-09-30 | 2019-11-13 | Vlyte Innovations Ltd | A see-through electrophoretic device having a visible grid |
| CN115181270A (zh) * | 2020-06-16 | 2022-10-14 | 湖北兴瑞硅材料有限公司 | 一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法 |
| US20220009824A1 (en) | 2020-07-09 | 2022-01-13 | Corning Incorporated | Anti-glare substrate for a display article including a textured region with primary surface features and secondary surface features imparting a surface roughness that increases surface scattering |
| CN118755159B (zh) * | 2024-09-05 | 2024-11-22 | 南通顺驰橡胶制品有限公司 | 一种热稳定内胎材料及其制备方法 |
Family Cites Families (236)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2906652A1 (de) | 1979-02-02 | 1980-08-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur herstellung einer elektrophoretischen anzeige mit wachsumhuellten pigmentteilchen |
| US4418346A (en) | 1981-05-20 | 1983-11-29 | Batchelder J Samuel | Method and apparatus for providing a dielectrophoretic display of visual information |
| US5285517A (en) | 1983-06-24 | 1994-02-08 | Canyon Materials, Inc. | High energy beam sensitive glasses |
| US5115346A (en) | 1988-02-12 | 1992-05-19 | Donnelly Corporation | Anti-scatter, ultraviolet protected, anti-misting, electro-optical rearview mirror |
| US5745094A (en) | 1994-12-28 | 1998-04-28 | International Business Machines Corporation | Electrophoretic display |
| US7109968B2 (en) | 1995-07-20 | 2006-09-19 | E Ink Corporation | Non-spherical cavity electrophoretic displays and methods and materials for making the same |
| US6727881B1 (en) | 1995-07-20 | 2004-04-27 | E Ink Corporation | Encapsulated electrophoretic displays and methods and materials for making the same |
| US6866760B2 (en) | 1998-08-27 | 2005-03-15 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium and process for the production thereof |
| US6515649B1 (en) | 1995-07-20 | 2003-02-04 | E Ink Corporation | Suspended particle displays and materials for making the same |
| US7304634B2 (en) | 1995-07-20 | 2007-12-04 | E Ink Corporation | Rear electrode structures for electrophoretic displays |
| US7106296B1 (en) | 1995-07-20 | 2006-09-12 | E Ink Corporation | Electronic book with multiple page displays |
| US7583251B2 (en) | 1995-07-20 | 2009-09-01 | E Ink Corporation | Dielectrophoretic displays |
| US7079305B2 (en) | 2001-03-19 | 2006-07-18 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium and process for the production thereof |
| US6120839A (en) | 1995-07-20 | 2000-09-19 | E Ink Corporation | Electro-osmotic displays and materials for making the same |
| US6017584A (en) | 1995-07-20 | 2000-01-25 | E Ink Corporation | Multi-color electrophoretic displays and materials for making the same |
| US6262706B1 (en) | 1995-07-20 | 2001-07-17 | E Ink Corporation | Retroreflective electrophoretic 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 |
| US7071913B2 (en) | 1995-07-20 | 2006-07-04 | E Ink Corporation | Retroreflective electrophoretic displays and materials for making the same |
| US7999787B2 (en) | 1995-07-20 | 2011-08-16 | E Ink Corporation | Methods for driving electrophoretic displays using dielectrophoretic forces |
| US7848006B2 (en) | 1995-07-20 | 2010-12-07 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays with controlled amounts of pigment |
| US7327511B2 (en) | 2004-03-23 | 2008-02-05 | E Ink Corporation | Light modulators |
| US6120588A (en) | 1996-07-19 | 2000-09-19 | E Ink Corporation | Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof |
| US6459418B1 (en) | 1995-07-20 | 2002-10-01 | E Ink Corporation | Displays combining active and non-active inks |
| JP3146945B2 (ja) | 1995-09-20 | 2001-03-19 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| DE69636960C5 (de) | 1996-07-19 | 2015-07-30 | E-Ink Corp. | Elektronisch adressierbare mikroverkapselte Tinte |
| US6538801B2 (en) | 1996-07-19 | 2003-03-25 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays using nanoparticles |
| US6721083B2 (en) | 1996-07-19 | 2004-04-13 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays using nanoparticles |
| US6323989B1 (en) | 1996-07-19 | 2001-11-27 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays using nanoparticles |
| US5930026A (en) | 1996-10-25 | 1999-07-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Nonemissive displays and piezoelectric power supplies therefor |
| US5961804A (en) | 1997-03-18 | 1999-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Microencapsulated electrophoretic display |
| US5940201A (en) | 1997-04-02 | 1999-08-17 | Gentex Corporation | Electrochromic mirror with two thin glass elements and a gelled electrochromic medium |
| US7226966B2 (en) | 2001-08-03 | 2007-06-05 | Nanogram Corporation | Structures incorporating polymer-inorganic particle blends |
| US6839158B2 (en) | 1997-08-28 | 2005-01-04 | E Ink Corporation | Encapsulated electrophoretic displays having a monolayer of capsules and materials and methods for making the same |
| US7002728B2 (en) | 1997-08-28 | 2006-02-21 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles, and processes for the production thereof |
| US7247379B2 (en) | 1997-08-28 | 2007-07-24 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles, and processes for the production thereof |
| EP1010037B1 (en) | 1997-08-28 | 2003-05-07 | E Ink Corporation | Applications for encapsulated electrophoretic displays |
| US7242513B2 (en) | 1997-08-28 | 2007-07-10 | E Ink Corporation | Encapsulated electrophoretic displays having a monolayer of capsules and materials and methods for making the same |
| US6067185A (en) | 1997-08-28 | 2000-05-23 | E Ink Corporation | Process for creating an encapsulated electrophoretic display |
| 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 |
| AU3767899A (en) | 1998-04-27 | 1999-11-16 | E-Ink Corporation | Shutter mode microencapsulated electrophoretic display |
| US6241921B1 (en) * | 1998-05-15 | 2001-06-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Heterogeneous display elements and methods for their fabrication |
| US6410213B1 (en) | 1998-06-09 | 2002-06-25 | Corning Incorporated | Method for making optical microstructures having profile heights exceeding fifteen microns |
| US7256766B2 (en) | 1998-08-27 | 2007-08-14 | E Ink Corporation | Electrophoretic display comprising optical biasing element |
| US6271823B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-08-07 | International Business Machines Corporation | Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using a reflective panel |
| US6184856B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Transmissive electrophoretic display with laterally adjacent color cells |
| US6225971B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-05-01 | International Business Machines Corporation | Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using an absorbing panel |
| US6144361A (en) | 1998-09-16 | 2000-11-07 | International Business Machines Corporation | Transmissive electrophoretic display with vertical electrodes |
| AU6293499A (en) | 1998-10-07 | 2000-04-26 | E-Ink Corporation | Capsules for electrophoretic displays and methods for making the same |
| US6377387B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-04-23 | E Ink Corporation | Methods for producing droplets for use in capsule-based electrophoretic displays |
| WO2000060410A1 (en) | 1999-04-06 | 2000-10-12 | E Ink Corporation | Microcell electrophoretic displays |
| US7012600B2 (en) | 1999-04-30 | 2006-03-14 | E Ink Corporation | Methods for driving bistable electro-optic displays, and apparatus for use therein |
| US7038655B2 (en) | 1999-05-03 | 2006-05-02 | E Ink Corporation | Electrophoretic ink composed of particles with field dependent mobilities |
| US8009348B2 (en) | 1999-05-03 | 2011-08-30 | E Ink Corporation | Machine-readable displays |
| US6693620B1 (en) | 1999-05-03 | 2004-02-17 | E Ink Corporation | Threshold addressing of electrophoretic displays |
| US8115729B2 (en) | 1999-05-03 | 2012-02-14 | E Ink Corporation | Electrophoretic display element with filler particles |
| AU5779200A (en) | 1999-07-01 | 2001-01-22 | E-Ink Corporation | Electrophoretic medium provided with spacers |
| US7576904B2 (en) | 2000-03-03 | 2009-08-18 | Sipix Imaging, Inc. | Electro-magnetophoresis display |
| US7715088B2 (en) | 2000-03-03 | 2010-05-11 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic display |
| US7142351B2 (en) | 2000-03-03 | 2006-11-28 | Sipix Imaging, Inc. | Electro-magnetophoresis display |
| US7236290B1 (en) | 2000-07-25 | 2007-06-26 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium with improved stability |
| US7030854B2 (en) | 2001-03-13 | 2006-04-18 | E Ink Corporation | Apparatus for displaying drawings |
| US8390918B2 (en) | 2001-04-02 | 2013-03-05 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays with controlled amounts of pigment |
| US7230750B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-06-12 | E Ink Corporation | Electrophoretic media and processes for the production thereof |
| US7170670B2 (en) | 2001-04-02 | 2007-01-30 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium and display with improved image stability |
| US7679814B2 (en) | 2001-04-02 | 2010-03-16 | E Ink Corporation | Materials for use in electrophoretic displays |
| US20050156340A1 (en) | 2004-01-20 | 2005-07-21 | E Ink Corporation | Preparation of capsules |
| US6580545B2 (en) | 2001-04-19 | 2003-06-17 | E Ink Corporation | Electrochromic-nanoparticle displays |
| US20090009852A1 (en) | 2001-05-15 | 2009-01-08 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles and processes for the production thereof |
| US8582196B2 (en) | 2001-05-15 | 2013-11-12 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles and processes for the production thereof |
| WO2002093245A1 (en) | 2001-05-15 | 2002-11-21 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays containing magnetic particles |
| EP1393122B1 (en) | 2001-05-15 | 2018-03-28 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles |
| US20100148385A1 (en) | 2001-05-15 | 2010-06-17 | E Ink Corporation | Electrophoretic media and processes for the production thereof |
| US6623662B2 (en) | 2001-05-23 | 2003-09-23 | Chunghwa Picture Tubes, Ltd. | Carbon black coating for CRT display screen with uniform light absorption |
| US20020188053A1 (en) | 2001-06-04 | 2002-12-12 | Sipix Imaging, Inc. | Composition and process for the sealing of microcups in roll-to-roll display manufacturing |
| US6677926B2 (en) | 2001-06-11 | 2004-01-13 | Xerox Corporation | Electrophoretic display device |
| US7535624B2 (en) | 2001-07-09 | 2009-05-19 | E Ink Corporation | Electro-optic display and materials for use therein |
| US6982178B2 (en) | 2002-06-10 | 2006-01-03 | E Ink Corporation | Components and methods for use in electro-optic displays |
| EP1425627A2 (en) | 2001-09-13 | 2004-06-09 | Sipix Imaging, Inc. | Three-dimensional electrophoretic displays |
| TWI229776B (en) | 2002-01-03 | 2005-03-21 | Sipix Imaging Inc | A novel electrophoretic dispersion with a fluorinated solvent and a charge controlling agent |
| TWI250894B (en) | 2002-01-03 | 2006-03-11 | Sipix Imaging Inc | Functionalized halogenated polymers for microencapsulation |
| JP4165078B2 (ja) | 2002-01-29 | 2008-10-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電気泳動表示装置、電気泳動装置の製造方法 |
| TWI229115B (en) | 2002-02-11 | 2005-03-11 | Sipix Imaging Inc | Core-shell particles for electrophoretic display |
| US7382514B2 (en) | 2002-02-11 | 2008-06-03 | Sipix Imaging, Inc. | Core-shell particles for electrophoretic display |
| AU2003213409A1 (en) | 2002-03-06 | 2003-09-16 | Bridgestone Corporation | Image displaying apparatus and method |
| US6950220B2 (en) | 2002-03-18 | 2005-09-27 | E Ink Corporation | Electro-optic displays, and methods for driving same |
| TW578121B (en) | 2002-03-21 | 2004-03-01 | Sipix Imaging Inc | Magnetophoretic and electromagnetophoretic display |
| US7580180B2 (en) | 2002-03-21 | 2009-08-25 | Sipix Imaging, Inc. | Magnetophoretic and electromagnetophoretic displays |
| US7113323B2 (en) | 2002-03-21 | 2006-09-26 | Sipix Imaging, Inc. | Magnetophoretic and electromagnetophoretic displays |
| CN1209674C (zh) | 2002-04-23 | 2005-07-06 | 希毕克斯影像有限公司 | 电磁泳显示器 |
| WO2003092077A2 (en) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | E Ink Corporation | Electronic displays |
| EP1362682A1 (en) | 2002-05-13 | 2003-11-19 | ZBD Displays Ltd, | Method and apparatus for liquid crystal alignment |
| TWI329662B (en) | 2002-05-17 | 2010-09-01 | Sipix Imaging Inc | Novel fluorinated silicon (iv) phthalocyanines and naphthalocyanines for electrophoretic, magnetophoretic or electromagnetophoretic display |
| US6958848B2 (en) * | 2002-05-23 | 2005-10-25 | E Ink Corporation | Capsules, materials for use therein and electrophoretic media and displays containing such capsules |
| US7110164B2 (en) | 2002-06-10 | 2006-09-19 | E Ink Corporation | Electro-optic displays, and processes for the production thereof |
| TWI315439B (en) | 2002-07-30 | 2009-10-01 | Sipix Imaging Inc | Novel microencapsulation processes and composition for electrophoretic displays |
| US20040105036A1 (en) | 2002-08-06 | 2004-06-03 | E Ink Corporation | Protection of electro-optic displays against thermal effects |
| US7312916B2 (en) | 2002-08-07 | 2007-12-25 | E Ink Corporation | Electrophoretic media containing specularly reflective particles |
| US8129655B2 (en) | 2002-09-03 | 2012-03-06 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium with gaseous suspending fluid |
| US7839564B2 (en) | 2002-09-03 | 2010-11-23 | E Ink Corporation | Components and methods for use in electro-optic displays |
| WO2004023195A2 (en) | 2002-09-03 | 2004-03-18 | E Ink Corporation | Electro-optic displays |
| TW575646B (en) | 2002-09-04 | 2004-02-11 | Sipix Imaging Inc | Novel adhesive and sealing layers for electrophoretic displays |
| TWI328711B (en) | 2002-09-18 | 2010-08-11 | Sipix Imaging Inc | Electrophoretic display with improved temperature latitude and switching performance |
| JP4300396B2 (ja) | 2002-09-20 | 2009-07-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 表示素子の製造方法及び表示素子 |
| TWI293715B (en) | 2002-10-10 | 2008-02-21 | Sipix Imaging Inc | A method for inducing or enhancing the threshold of an electrophoretic display, an electrophoretic fluid and an electrophoretic display |
| TWI274070B (en) | 2002-10-15 | 2007-02-21 | Sipix Imaging Inc | Novel fluorinated dye stabilizers in fluorinated dielectric solvent |
| US20130063333A1 (en) | 2002-10-16 | 2013-03-14 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays |
| JP2004151553A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Canon Inc | 電気泳動表示装置の製造方法 |
| TWI229230B (en) | 2002-10-31 | 2005-03-11 | Sipix Imaging Inc | An improved electrophoretic display and novel process for its manufacture |
| JP4125096B2 (ja) | 2002-11-15 | 2008-07-23 | キヤノン株式会社 | 電気泳動表示装置の製造方法 |
| WO2004051637A1 (ja) | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Fujitsu Limited | コリメート光学系および光情報記憶装置 |
| US6922276B2 (en) | 2002-12-23 | 2005-07-26 | E Ink Corporation | Flexible electro-optic displays |
| US6831771B2 (en) | 2003-01-08 | 2004-12-14 | Sipix Imaging Inc. | Electronic whiteboard using electrophoretic display |
| TWI299101B (en) | 2003-01-30 | 2008-07-21 | Sipix Imaging Inc | High performance capsules for electrophoretic displays |
| US6987603B2 (en) | 2003-01-31 | 2006-01-17 | E Ink Corporation | Construction of electrophoretic displays |
| TWI228632B (en) | 2003-02-06 | 2005-03-01 | Sipix Imaging Inc | Improved electrophoretic display with a bi-modal particle system |
| WO2004074922A1 (en) | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophoretic display device |
| WO2004079703A2 (en) | 2003-03-04 | 2004-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving method of electrophoretic display device |
| US7910175B2 (en) | 2003-03-25 | 2011-03-22 | E Ink Corporation | Processes for the production of electrophoretic displays |
| US7339715B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-03-04 | E Ink Corporation | Processes for the production of electrophoretic displays |
| EP1616217B1 (en) | 2003-03-27 | 2010-10-20 | E Ink Corporation | Electro-optic assemblies |
| WO2004090626A1 (ja) | 2003-04-02 | 2004-10-21 | Bridgestone Corporation | 画像表示媒体に用いる粒子、それを用いた画像表示用パネル及び画像表示装置 |
| EP1623405B1 (en) | 2003-05-02 | 2015-07-29 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays |
| US6900923B2 (en) | 2003-06-18 | 2005-05-31 | Research Frontiers Incorporated | Siloxane matrix polymers and SPD light valve films incorporating same |
| US7390901B2 (en) | 2003-08-08 | 2008-06-24 | Sipix Imaging, Inc. | Fluorinated dyes or colorants and their uses |
| EP1669798A4 (en) | 2003-09-03 | 2008-07-09 | Mitsubishi Pencil Co | LIQUID FOR ELECTROPHORETIC DISPLAY, DISPLAY MEDIUM AND DISPLAY USING SUCH A LIQUID |
| EP1665210A1 (en) | 2003-09-08 | 2006-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electrophoretic display activation with symmetric data frames |
| CN101256278B (zh) | 2003-10-08 | 2012-01-11 | 伊英克公司 | 电润湿显示器 |
| US8319759B2 (en) | 2003-10-08 | 2012-11-27 | E Ink Corporation | Electrowetting displays |
| US8257614B2 (en) | 2003-11-04 | 2012-09-04 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic dispersions |
| US7277218B2 (en) | 2003-11-04 | 2007-10-02 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic compositions |
| US7572394B2 (en) | 2003-11-04 | 2009-08-11 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic dispersions |
| WO2007021762A2 (en) | 2005-08-09 | 2007-02-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Methods and materials for fabricating microfluidic devices |
| US20080130092A1 (en) | 2004-03-23 | 2008-06-05 | E Ink Corporation | Light modulators |
| US7470386B2 (en) | 2004-04-26 | 2008-12-30 | Sipix Imaging, Inc. | Roll-to-roll embossing tools and processes |
| CN100557474C (zh) | 2004-07-27 | 2009-11-04 | 伊英克公司 | 电光显示器 |
| US7453445B2 (en) | 2004-08-13 | 2008-11-18 | E Ink Corproation | Methods for driving electro-optic displays |
| US20060215958A1 (en) * | 2004-11-17 | 2006-09-28 | Yeo Terence E | Enhanced electroluminescent sign |
| US20060134564A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Eastman Kodak Company | Reflective display based on liquid crystal materials |
| WO2006081305A2 (en) | 2005-01-26 | 2006-08-03 | E Ink Corporation | Electrophoretic displays using gaseous fluids |
| WO2006108285A1 (en) | 2005-04-15 | 2006-10-19 | The University Of British Columbia | Brightness enhancement in tir-modulated electrophoretic reflective image displays |
| US20070091417A1 (en) | 2005-10-25 | 2007-04-26 | E Ink Corporation | Electrophoretic media and displays with improved binder |
| CN100368836C (zh) | 2006-01-13 | 2008-02-13 | 吉林大学 | 聚合物分散液晶光衰减器阵列及制作方法 |
| JP4720547B2 (ja) | 2006-03-07 | 2011-07-13 | 株式会社日立製作所 | 画像表示装置 |
| US7952790B2 (en) | 2006-03-22 | 2011-05-31 | E Ink Corporation | Electro-optic media produced using ink jet printing |
| US7417787B2 (en) | 2006-05-19 | 2008-08-26 | Xerox Corporation | Electrophoretic display device |
| US7507449B2 (en) | 2006-05-30 | 2009-03-24 | Industrial Technology Research Institute | Displays with low driving voltage and anisotropic particles |
| US7575847B2 (en) | 2006-06-13 | 2009-08-18 | 3M Innovative Properties Company | Low refractive index composition comprising fluoropolyether urethane compound |
| EP2503363A1 (en) | 2006-07-10 | 2012-09-26 | Sony Corporation | Lens array |
| US7903319B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-03-08 | E Ink Corporation | Electrophoretic medium and display with improved image stability |
| US8018640B2 (en) | 2006-07-13 | 2011-09-13 | E Ink Corporation | Particles for use in electrophoretic displays |
| JP4033225B1 (ja) | 2006-08-29 | 2008-01-16 | 富士ゼロックス株式会社 | 表示媒体、表示装置および表示方法 |
| US7307779B1 (en) | 2006-09-21 | 2007-12-11 | Honeywell International, Inc. | Transmissive E-paper display |
| US7477444B2 (en) | 2006-09-22 | 2009-01-13 | E Ink Corporation & Air Products And Chemical, Inc. | Electro-optic display and materials for use therein |
| TW200835995A (en) | 2006-10-10 | 2008-09-01 | Cbrite Inc | Electro-optic display |
| JP4682177B2 (ja) | 2006-12-06 | 2011-05-11 | セイコーエプソン株式会社 | 電気泳動表示装置用マイクロカプセル、その製造方法およびその用途 |
| JP2008158067A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 表示媒体、表示装置および表示方法 |
| KR100806351B1 (ko) | 2007-02-16 | 2008-02-27 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 형성 방법 |
| US8119802B2 (en) | 2007-04-24 | 2012-02-21 | Basf Aktiengesellschaft | Fluorinated dyes and their use in electrophoretic display devices |
| EP2176377B1 (en) | 2007-06-25 | 2012-09-26 | Vlyte Innovations Limited | Polymer-dispersed liquid crystal structures |
| US20090122389A1 (en) | 2007-11-14 | 2009-05-14 | E Ink Corporation | Electro-optic assemblies, and adhesives and binders for use therein |
| US20090153942A1 (en) | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Palo Alto Research Center Incorporated | Particle display with jet-printed color filters and surface coatings |
| TWI484273B (zh) | 2009-02-09 | 2015-05-11 | E Ink Corp | 電泳粒子 |
| US8018642B2 (en) | 2009-03-26 | 2011-09-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electro-optical display |
| EP2440967B1 (en) | 2009-06-11 | 2018-03-21 | Switch Materials, Inc. | Variable transmittance optical filter and uses thereof |
| WO2011017446A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Sun Chemical Corporation | Colored conductive fluids for electrowetting and electrofluidic technologies |
| US20160170106A1 (en) | 2009-08-18 | 2016-06-16 | E Ink California, Llc | Color tuning for electrophoretic display device |
| US20120118198A1 (en) | 2009-10-16 | 2012-05-17 | Zhang-Lin Zhou | Electronic inks |
| US8654436B1 (en) | 2009-10-30 | 2014-02-18 | E Ink Corporation | Particles for use in electrophoretic displays |
| US7957054B1 (en) | 2009-12-21 | 2011-06-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electro-optical display systems |
| US8089687B2 (en) | 2009-12-21 | 2012-01-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electro-optical display systems |
| US20110217639A1 (en) | 2010-03-02 | 2011-09-08 | Sprague Robert A | Electrophoretic display fluid |
| US20140078576A1 (en) | 2010-03-02 | 2014-03-20 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic display device |
| KR101485234B1 (ko) | 2010-04-02 | 2015-01-22 | 이 잉크 코포레이션 | 전기영동 매질 |
| TWI504692B (zh) | 2010-04-05 | 2015-10-21 | Sipix Imaging Inc | 用於電泳顯示器之顏料顆粒 |
| EP2577391A1 (en) | 2010-06-07 | 2013-04-10 | Merck Patent GmbH | White reflective polymer particles |
| US8184357B2 (en) | 2010-06-15 | 2012-05-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display element |
| US8384659B2 (en) | 2010-06-15 | 2013-02-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display element including electrodes and a fluid with colorant particles |
| JP5540915B2 (ja) | 2010-06-15 | 2014-07-02 | セイコーエプソン株式会社 | 電気泳動表示装置 |
| US8183757B2 (en) | 2010-07-06 | 2012-05-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display element |
| TW201219420A (en) | 2010-08-24 | 2012-05-16 | Sipix Imaging Inc | Electrophoretic dispersion |
| US9428649B2 (en) | 2010-11-05 | 2016-08-30 | E Ink California, Llc | Electrophoretic dispersion |
| US8670174B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-03-11 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic display fluid |
| GB201020718D0 (en) | 2010-12-07 | 2011-01-19 | Microsharp Corp Ltd | Structured optical film |
| TWI474095B (zh) | 2011-02-03 | 2015-02-21 | Sipix Imaging Inc | 電泳流體 |
| US20150301425A1 (en) | 2011-02-03 | 2015-10-22 | E Ink California, Llc | Electrophoretic fluid |
| US9372380B2 (en) | 2011-02-03 | 2016-06-21 | E Ink California, Llc | Electrophoretic fluid |
| US20140011913A1 (en) | 2011-02-03 | 2014-01-09 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic fluid |
| CN102141707B (zh) * | 2011-03-30 | 2013-01-23 | 昆山龙腾光电有限公司 | 透光模式切换装置及二维/三维可切换显示设备 |
| WO2012162095A2 (en) | 2011-05-21 | 2012-11-29 | E Ink Corporation | Electro-optic displays |
| US8961831B2 (en) | 2011-05-31 | 2015-02-24 | E Ink California, Llc | Silane-containing pigment particles for electrophoretic display |
| US9382427B2 (en) | 2011-06-09 | 2016-07-05 | E Ink California, Llc | Silane-containing pigment particles for electrophoretic display |
| KR20130022479A (ko) | 2011-08-24 | 2013-03-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전기 영동 표시 장치 |
| US9423666B2 (en) | 2011-09-23 | 2016-08-23 | E Ink California, Llc | Additive for improving optical performance of an electrophoretic display |
| US20140231728A1 (en) | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic fluid |
| US9778537B2 (en) | 2011-09-23 | 2017-10-03 | E Ink California, Llc | Additive particles for improving optical performance of an electrophoretic display |
| US8902491B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-12-02 | E Ink California, Llc | Additive for improving optical performance of an electrophoretic display |
| US20150177590A1 (en) | 2011-12-27 | 2015-06-25 | E Ink California, Llc | High Molecular Weight Steric Barrier for Electrophoretic Particles |
| US20130161565A1 (en) | 2011-12-27 | 2013-06-27 | Peter B. Laxton | High Molecular Weight Steric Barrier for Electrophoretic Particles |
| KR101312043B1 (ko) | 2011-12-30 | 2013-09-25 | 주식회사 노루홀딩스 | 전기영동성 마이크로캡슐, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널 |
| TWI494679B (zh) | 2012-01-09 | 2015-08-01 | Sipix Imaging Inc | 電泳顯示流體 |
| WO2013112498A1 (en) | 2012-01-23 | 2013-08-01 | President And Fellows Of Harvard College | Pixel device and display using liquid ink and elastomers |
| WO2013110564A1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Vlyte Innovations Limited | A method for microencapsulating electro-optical fluid |
| US20130193385A1 (en) | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Yu Li | Electrophoretic dispersion |
| US9670367B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-06-06 | E Ink California, Llc | Electrophoretic dispersion |
| JP5972604B2 (ja) | 2012-02-27 | 2016-08-17 | イー インク コーポレイション | 電気泳動表示用分散液、表示媒体、及び表示装置 |
| US20130244149A1 (en) | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Ming Wang | Charged pigment particles for electrophoretic display |
| US9835926B2 (en) | 2012-03-21 | 2017-12-05 | E Ink California, Llc | Electrophoretic dispersion |
| WO2013142554A1 (en) | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Sipix Imaging, Inc. | Electrophoretic dispersion |
| JP2013213953A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Hitachi Chemical Co Ltd | 調光装置 |
| US9279906B2 (en) | 2012-08-31 | 2016-03-08 | E Ink California, Llc | Microstructure film |
| US20140078857A1 (en) | 2012-09-20 | 2014-03-20 | Fit Systems, Llc | Apparatus for mixing measured amounts of concentrate with a dilutant and method of using same |
| US20140104674A1 (en) | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Sipix Technology Inc. | Display medium and manufacturing method thereof and electrophoretic display therewith |
| CN103834285B (zh) | 2012-11-20 | 2016-05-11 | 广州奥翼电子科技有限公司 | 电泳涂布液与电泳显示层及它们的制备方法 |
| US9726957B2 (en) | 2013-01-10 | 2017-08-08 | E Ink Corporation | Electro-optic display with controlled electrochemical reactions |
| EP3396446B1 (en) | 2013-03-22 | 2020-06-03 | Vlyte Innovations Limited | An electrophoretic device having a transparent light state |
| US9557623B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-01-31 | E Ink California, Llc | Electrophoretic display device |
| WO2014191234A1 (en) | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Vlyte Innovations Limited | An electrophoretic solar control device |
| JP6326856B2 (ja) | 2013-06-24 | 2018-05-23 | セイコーエプソン株式会社 | 電気泳動粒子、電気泳動分散液、表示シート、表示装置および電子機器 |
| WO2015059029A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-30 | Vlyte Innovations Limited | A wide operating temperature range electrophoretic device |
| US9361836B1 (en) | 2013-12-20 | 2016-06-07 | E Ink Corporation | Aggregate particles for use in electrophoretic color displays |
| TWI571688B (zh) | 2014-01-02 | 2017-02-21 | 電子墨水加利福尼亞有限責任公司 | 用於提升電泳顯示器影像穩定度之方法 |
| EP3102422B1 (en) | 2014-01-28 | 2018-09-26 | 3DTL, Inc. | Method of using an anti-copy optical material comprising a fluorescent material. |
| US9688859B2 (en) | 2014-02-06 | 2017-06-27 | E Ink Corporation | Electrophoretic particles and processes for the production thereof |
| EP3111277B1 (en) | 2014-02-24 | 2019-04-10 | E Ink California, LLC | Electrophoretic display |
| JP2015184573A (ja) | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 表示用白色粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置 |
| CN106687856B (zh) | 2014-09-10 | 2019-12-13 | 伊英克公司 | 彩色电泳显示器 |
| GB201416385D0 (en) | 2014-09-17 | 2014-10-29 | Vlyte Innovations Ltd | A chiral nematic liqid crystal light shutter |
| KR101664981B1 (ko) | 2014-11-04 | 2016-10-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 나노 액정층을 구비하는 표시 소자 |
| WO2016089957A1 (en) | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Heikenfeld Jason C | Two particle electrophoretic laminate for use with smart windows |
| GB201506147D0 (en) | 2015-04-10 | 2015-05-27 | Hanna Moore & Curley | A Micro-Fastened, Sealed Light Modulator |
| US9777201B2 (en) | 2015-07-23 | 2017-10-03 | E Ink Corporation | Polymer formulations for use with electro-optic media |
| ES2859154T3 (es) | 2015-10-06 | 2021-10-01 | E Ink Corp | Medios electroforéticos de baja temperatura mejorados |
| ES2963164T3 (es) | 2017-06-16 | 2024-03-25 | E Ink Corp | Medios electro-ópticos que incluyen pigmentos encapsulados en aglutinante de gelatina |
| CN115453795A (zh) | 2017-06-16 | 2022-12-09 | 伊英克公司 | 可变透射电泳装置 |
| JP2020160096A (ja) | 2017-07-27 | 2020-10-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光学デバイス |
-
2014
- 2014-10-16 WO PCT/EP2014/072241 patent/WO2015059029A1/en not_active Ceased
- 2014-10-16 ES ES18207511T patent/ES2893766T3/es active Active
- 2014-10-16 EP EP18207511.9A patent/EP3470915B1/en active Active
- 2014-10-16 JP JP2016524587A patent/JP6396451B2/ja active Active
- 2014-10-16 EP EP14786496.1A patent/EP3060960B1/en active Active
- 2014-10-16 US US15/027,480 patent/US10324353B2/en active Active
-
2019
- 2019-06-12 US US16/438,515 patent/US11156893B2/en active Active
-
2021
- 2021-10-15 US US17/502,415 patent/US11708720B2/en active Active
-
2023
- 2023-05-31 US US18/203,968 patent/US12000207B2/en active Active
-
2024
- 2024-04-30 US US18/651,608 patent/US12305444B2/en active Active
-
2025
- 2025-01-13 US US19/018,679 patent/US20250146355A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6396451B2 (ja) | 2018-09-26 |
| WO2015059029A1 (en) | 2015-04-30 |
| CN105659157A (zh) | 2016-06-08 |
| EP3470915B1 (en) | 2021-08-25 |
| EP3470915A1 (en) | 2019-04-17 |
| US10324353B2 (en) | 2019-06-18 |
| US20250146355A1 (en) | 2025-05-08 |
| US12000207B2 (en) | 2024-06-04 |
| EP3060960B1 (en) | 2018-12-05 |
| JP2016534383A (ja) | 2016-11-04 |
| US20220035221A1 (en) | 2022-02-03 |
| US20240295144A1 (en) | 2024-09-05 |
| US12305444B2 (en) | 2025-05-20 |
| US20230304354A1 (en) | 2023-09-28 |
| US20160246154A1 (en) | 2016-08-25 |
| US11708720B2 (en) | 2023-07-25 |
| US20200159082A1 (en) | 2020-05-21 |
| US11156893B2 (en) | 2021-10-26 |
| EP3060960A1 (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2893766T3 (es) | Un dispositivo electroforético con amplio intervalo de temperatura de operación | |
| TWI847012B (zh) | 圖案膜、包括其之可變式透射元件以及可變式透射元件製造方法 | |
| CA2186318C (en) | Light modulating film of improved uv stability for a light valve | |
| ES2352176T3 (es) | Películas de spd que tienen propiedades mejoradas y válvulas de luz que comprenden las mismas. | |
| ES2885177T3 (es) | Luna de vehículo con lámina de PDLC con distribución definida de los tamaños de las gotitas para reducir el efecto corona | |
| JP2016534383A5 (es) | ||
| ES3031587T3 (en) | Driving methods for a variable light transmission device | |
| US11598986B2 (en) | Electrically controllable device having variable diffusion by liquid crystals, and method for same | |
| CN113767325A (zh) | 通过液晶具有可变散射的可电控装置及其方法 | |
| CN114365035A (zh) | 光调制装置 | |
| CN105659157B (zh) | 宽的操作温度范围的电泳装置 | |
| JP7508752B2 (ja) | 光変調デバイス | |
| TWI648345B (zh) | 選擇性遮光之光物理材料及包括此等選擇性遮光之光物理材料的光學裝置 | |
| KR102846032B1 (ko) | 광변조 디바이스 | |
| CN111492013B (zh) | 被动热驱动可变不透明度材料 | |
| KR20240112274A (ko) | 착색 수지 입자 및 조광 적층체 | |
| KR102436211B1 (ko) | 폴더블 스마트폰 초박형 유리용 저반사 특성 열경화용 코팅조성물 및 이에 의해 코팅된 초박형 유리를 포함하는 윈도우부재 |