CN100513158C - 液晶显示膜 - Google Patents

Abstract

本发明的显示膜，可通过层压或其他方式而被转移到衬底上。显示膜由层的堆叠形成，层堆叠包括不同类型、配置和功能，这取决于包括衬底的特征(例如，上或下、透明或不透明衬底)和显示器的定址(addressing)(例如，有源或无源矩阵、电或光定址)的因素，堆叠的显示膜的层包括一个或一个以上电极层和一个或一个以上液晶层，且另外可包括粘合层、预备层、浇铸层、光吸收层、绝缘层和保护层的各种组合。液晶层可包括胆甾型或其他液晶材料。液晶层可以是通过各种技术形成的聚合物矩阵中的液晶分散体。显示膜可与安装或层压到衬底上的组件相合，组件包括太阳能电池、有源矩阵底板和电极。显示膜可安装在诸如织物的柔韧或可悬垂衬底上，且其本身可以是可悬垂的。

Description

液晶显示膜

政府支持

本申请案部分是依据由国防部授予的合作协议第DAAB07-03-C-J406号在美国政府支持下进行的。政府可具有本发明中的某些权利。

相关申请案

本常规申请案是2004年12月7日递交的美国专利申请案第11/006,100号和2004年2月19号递交的第10/782,461号、和2005年1月28日递交的、代理人案号为36398WO的“Stacked Display with Shared Electrode Addressing”的接续申请案，且主张2004年1月28日递交的共同待决的美国临时专利申请案第60/539,873号和2004年8月2日递交的第60/598,163号的权利，所有这些的全部都以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，尤其涉及这些显示器的制造。

背景技术

在20世纪70年代初期，随着液晶显示器(LCD)的发明开始了信息显示技术的革命。因为LCD是具有轻重量和低功率的平板显示器，且提供符合手持电子设备的最小尺寸、重量和电池需要的视觉读出，所以这种显示技术实现了新的较宽级别的手持和其他便携式产品。商业上，LCD首先作为手表的数字读出器而大量出现，接着出现在仪器上，且随后实现了膝上型计算机、个人数据助理和多种其他数字设备。现在，LCD技术甚至正在取代电视机和PC中的阴极射线管。

现今制造和销售的几乎每种商用LCD都使用玻璃衬底。玻璃具有多种适于制造LCD的特征。其可在高温下处理，其是刚性并适度结实而适合大量制造中所使用的成批处理方法，其表面在很大区域上可做得非常光滑均匀，且其具有所需的光学特性(诸如高透明度)。然而，在很多应用中，玻璃并不是理想的衬底材料。玻璃衬底不能做得非常柔韧，且不是非常结实，从而不适合卷筒制造且易破裂。因而，全世界致力于研制具有更柔韧结实的衬底的显示器，所述衬底不仅能符合三维构型而且能被反复弯曲。需要显示器具有薄塑料薄片、纸或织物的柔韧性，而使得其能像纸或布那样被悬垂、卷起或折叠。这将不仅使显示器更可携带且更容易搬运，而且将扩大其除了现在已知的典型平板信息显示器之外的潜在应用：装在衣袖上的显示器；装在骑车者外套的背部，其显示变化方向信号；改变颜色或图案的纺织品，这些只是一些例子。

电定址液晶显示器是柔韧的且可像布或纸那样变形的这种能力将有利于任何LCD技术，同时其在适合胆甾型液晶显示器的应用中特别有利。胆甾型显示器能被做得高度反光，使得其在明亮的日光下或在微亮的房间里不借助于强烈并消耗功率的背光就能被看到。由于胆甾型液晶可被做成双稳态，因此其只在被定址时需要功率，从而进一步增加了与这些显示器相关的功率节约。胆甾型液晶材料在其光学和电光特征上是独特的。最重要的是，其可被制成布拉格(Bragg)反射预选波长和带宽的光。之所以具有这些特征是因为这些材料具有螺旋结构，其中液晶(LC)指向矢围绕螺旋轴盘绕。指向偶极子旋转360°所经过的距离被称为螺距，且由P表示。胆甾型液晶的反射带集中在波长λ₀＝0.5(n_e+n_o)P处，且具有通常约为100nm的带宽Δλ＝(n_e-n_o)P，其中n_e和n_o分别是LC的非常和普通折射率。反射光以与LC的螺旋结构相同的旋向性而被旋圆偏振。如果入射光不被偏振，那么其将被分解成两个具有相反旋向性的旋圆偏振分量，且所述分量中的一者被反射。胆甾型材料可被电切换到两种稳定结构中的任一者(平面或焦锥)，或者当保持一适当高的电场时切换到自身垂直配向状态。在平面结构中，螺旋轴被定向为垂直于衬底，来布拉格反射选定波段内的光，而在焦锥结构中，一般来说，其被定向为平行于衬底，使得材料对除了邻近黑暗背景上散射且可忽略的弱光之外的所有波长来说是透明的。这些双稳态结构可以毫秒级的较快速率在彼此之间电切换。灰阶也同样可用，因为只有一部分像素能被切换到反射状态，从而控制反射强度。

在20世纪90年代初期，双稳态胆甾型反射显示技术作为一种期望主要用于手持设备上的低功率、日光可读技术而被引入。这些便携式设备需要较长的电池寿命，从而需要显示器消耗很少的功率。胆甾型显示器对于此应用而言是理想的，因为双稳态特征不需更新功率，且高反射性避免了对消耗功率的背光的需要。这些组合特征能使电池寿命比不具有这些特征的显示器延长几小时到几个月。还可在非常明亮的日光下容易地阅读反射式显示器，而在此日光下背光显示器是没有用的。由于胆甾型显示器的高反射亮度及其非凡的对比度，使得可在微亮的房间里容易地阅读胆甾型显示器。由胆甾型显示器提供的广阔视角允许数人在相同时间从不同位置看到显示图像。在胆甾型材料拥有正介电各向异性的情况下，通过施加场以将胆甾型材料解开为透明的自身垂直结构而使得除双稳态模式之外的操作模式为可能的。快速移除所述场将材料转变为反射式平面结构。这些现代胆甾型显示器的更基本方面在美国专利第5,437,811号和第5,453,863号有揭示，其以引用的方式并入本文中。

双稳态胆甾型液晶显示器具有其他双稳态反射技术所没有的若干重要的电子驱动特征。对定址具有多个像素的矩阵显示特别重要的是电压临界值特性。临界电压对于多路复用行/列矩阵而无需昂贵的有源矩阵(每一像素处具有晶体管)是必需的。具有电压临界值的双稳态性允许能使用低成本的无源矩阵技术来生产分辨率非常高的显示器。

除了由具有正介电各向异性的液晶材料制造双稳态胆甾型显示器外，还能由具有负介电各向异性的液晶材料制作胆甾型显示器，如(例如)Haas等人的美国专利第3,680,950号或Crooker等人的第5,200,845号中描述，其以引用的方式并入本文中。这些“负材料”和“正”材料一样是手性向列型液晶，其从已通过添加手性化合物或手性化合物组合被扭曲成螺旋分子排列的向列材料中制备得到。负材料和正材料分别从具有负或正介电各向异性的向列液晶中制备得到。

负型胆甾型显示器可在双稳态模式下操作，其中利用AC脉冲将材料切换到稳定平面(例如，色彩反射)结构或利用DC脉冲将材料切换到稳定焦锥(例如，透明)结构，如美国专利第3,680,950号所述。存在其他操作模式，诸如已由Crooker揭示的运作模式，其中负胆甾型材料的滴状分散体由所施加的电场切换成平面、色彩反射结构，但当移除所述场时松弛回透明结构。

一些胆甾型材料的介电各向异性在一种频率的施加电场下可为负，而在另一种频率下为正。此特征可用于通过使用双频驱动机制来驱动双稳态显示器，如美国专利第6,320,563号中所述，其以引用的方式并入本文中。

胆甾型材料的另一重要特征在于反射红、绿和蓝色以及IR夜视的层可被堆叠(分层堆积)在彼此上面，且彼此没有光学干扰。这将显示表面最大程度地用于反射，因此也最大程度地用于亮度。此特征是传统显示器所不具有的，在传统显示器中显示被分成具有不同色彩的像素，且只有三分之一的入射光被反射。利用所有可用光对于在微亮房间内在不使用背光的情况下获得反射性显示是重要的。灰阶能力允许具有全色能力的堆叠的RGB、高分辨率显示器，其中已显示多达4096种颜色。因为胆甾型显示单元不需要偏振器，所以可使用低成本的双折射塑料衬底，诸如PET。诸如广视角、广操作温度范围以及快速响应时间的其他特征实现了胆甾型双稳态反射技术，此技术是多种低功率应用的选择。

胆甾型液晶特别适合柔韧衬底。这些胆甾型显示器已由Minolta有限公司和Kent Displays公司报道，其包括由胆甾型液晶材料填充的两个塑料衬底(分别在1998年的Society for Information Display Proceedings的第897到900页和第51到54页)。虽然衬底本身为柔韧的，但装配好的显示器却因为两个衬底层压在一起而很不柔韧。Minolta已开发出用于制造具有两个衬底的柔韧显示器的程序，如在美国专利第6,459,467号中所见。

如果只使用一个衬底且显示材料被涂覆或印刷在所述衬底上，那么可实现更大的柔韧性。胆甾型液晶通过形成为聚合物滴状分散体而可适合标准涂覆和印刷技术。作为滴状分散体，材料可对压力和剪应力不敏感，使得双稳态胆甾型显示器上的图像不易由于折叠衬底而被擦除。最近，Stephenson在Kodak使用照相法制造柔韧双稳态反射式显示器，其中胆甾型液晶的聚合物分散体存在于单个透明塑料衬底上(美国公开申请案第US 2003/0202136A1号和美国专利第6,788,362B2号)。此过程包含在透明聚脂塑料上的一序列沉积，由此最终产品是透过衬底来观看图像的显示器。此过程需要透明的衬底材料，诸如清晰的塑料薄片。

鉴于先前描述，需要提供一种无需透明衬底的反射式显示器，从而可使用更广范围内的衬底材料，诸如由纤维制成的织物，其可诸如通过弯曲、卷绕、悬垂或折叠而变形。这些附加特征提供许多优点，且开辟多种新的显示器应用。使用柔韧且可悬垂的衬底能给市场带来新型显示器，所述显示器具有织物的物理变形能力，使得其可以是布的整合部分并因为其可被悬垂和折叠而具有布的手感和外观。

发明内容

发明揭示

本发明展示液晶显示技术中的新颖概念：制成膜的显示器。本发明是显示膜，其被制造、从释放衬垫上提离且接着被转移到任何所要衬底。所述显示膜可通过依序施加复数个层来包括所有显示器组件而进行制造，或可制造一些组件，且接着层压在一起以完成显示装置。

A.显示膜

1.概述

显示器包括复数个涂覆、印刷或层压层，所述层形成一具有反射式显示器的元件的膜，其包括液晶材料、透明导电电极、防止电短路的绝缘层和用于提供结实性的保护层。所有层被堆叠在一起而成为胶合或层压膜，所述膜形成显示器的框架。所述层各自依序或同时在一释放表面(例如，释放衬垫)上浇铸、固化或干燥，且接着从所述释放衬垫提离。此形成提离显示元件本身而无任何衬底。可将其他组件(诸如驱动电路和连接)添加到其中。显示膜可被转移到一些所要衬底，在此情况下，其被称为转移显示膜。显示膜可被转移到任何可含有与驱动电路互连的电极的所要表面(粗糙的或光滑的)上。互连可在层压之前或之后添加。当显示膜被连接到电子驱动电路时，其能被电更新以从显示器中产生图像。

本文所定义的衬底是支持液晶显示器的组件的结构，所述液晶显示器包括经电定址以产生图像的液晶层。所述衬底无需为刚性而可以是柔韧的或可悬垂的，如2004年12月7日递交的美国申请案第11/006,100号中所述，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。玻璃、金属、聚合物、纸和织物或纺织品全都可用作为衬底材料。衬底是一般较薄的层，但通常比显示器的其他组件厚得多。如本文定义且与Kodak所拥有的美国专利第6,788,362号相一致，衬底是厚度为至少20微米且尤其至少50微米的层。市场上液晶显示器的衬底可具有100微米或更大的厚度，且诸如织物的衬底的厚度实质上可超过1000微米。衬底可由多个组件形成，或附有多个组件，诸如电极、有源矩阵底板、太阳能电池、光电设备和类似物。本发明可与使用一个、两个或多个衬底的显示器一起使用。如本文定义的浇铸层是应用在释放衬垫上或其附近的发明性多层膜的膜层，在所述释放衬垫上可印刷或涂覆其他膜层。本发明可使用充当浇铸层的各种层，包括预备层、电极层、粘合层、平坦化层、液晶层、隔离层和其组合。下文将更详细讨论发明性显示膜各层的多功能性。

在一些情况下，会需要显示膜仅含有显示器的某些元件以转移到已含有其他显示元件的衬底上。例如，转移显示膜可含有一层印刷电极、液晶滴状分散体层和保护层，且从释放衬垫提离，并接着转移到具有无源矩阵或有源底板的其他导电电极的衬底上。

在层压期间或之后或从释放表面移除之后，显示膜可通过添加适当电互连来进行电定址。所述电互连允许驱动电子设备连接到显示膜的电极。显示膜可被层压到已含有电极的衬底上，所述电极是诸如无源矩阵的列或行电极、有源矩阵底板或驱动电子设备的像素电极。

虽然本文将主要结合胆甾型液晶的优选使用来描述本发明，但任何可适合与前述衬底一起使用的液晶材料将适合本发明。这些材料包括(仅举例来说)向列、手性向列(胆甾型)、碟状和铁电碟状液晶材料。其包括为双稳态的材料和不为双稳态的材料。其包括胆甾型或手性向列液晶，所述液晶具有正或负介电各向异性或适合双频率定址的具有交叉频率的正和负介电各向异性的组合。其包括具有在可见光谱中反射的螺距长度的胆甾型材料以及具有在可见光谱外(包括紫外和红外)反射的螺距长度的胆甾型材料。用于本发明的优选液晶材料是双稳态胆甾型(手性向列)液晶，其具有正介电各向异性和在不存在电场的情况均为稳定的平面结构和焦锥结构。尤其优选的材料是具有高双折射和介电各向异性的向列材料，其具有手性添加剂以将材料扭曲成在可见光谱中反射的螺距长度，诸如EM Industries of Hawthorne，NY的BL061、BL048和BL131。

胆甾型液晶层是可堆叠的，如下文更详细讨论。光在预选波长和带宽处固有地由胆甾型液体材料反射，且对于其他波长是透明的，从而允许显示器的整个区域用作反射表面，且将可用光最大限度地用于亮度。胆甾型材料可经调整使具有红、绿和蓝(RGB)三原色堆叠的全色显示器反射任何所要波长(λ)或颜色和带宽(Δλ)。还可在聚合物矩阵中使用含有含胆甾型液晶小滴的分散体，所述聚合物矩阵在单个层中反射红、绿和蓝光。

鉴于本揭示案，对于所属领域的技术人员将显而易见的是，液晶材料将优选以液晶层的形式存在于本发明的显示器中，其中每一液晶层包含液晶分散体，且最优选包含胆甾型分散体。形成液晶分散体有很多方法，其中一些已用于胆甾型液晶。为了形成这样的液晶层，液晶可被微囊化或形成为液晶的乳化小滴，下文将更详细讨论。

应注意，在优选实施例中，液晶层将由导电电极分界。所述电极不必是相同的。例如，在多个实施例中，在液晶的非观察侧上的电极将是黑色或某些其他颜色，而在观察侧上的电极将为透明的。在其他实施例中，在液晶层两侧上的电极将是透明的。在其他实施例中，电极或阵列电极可与衬底形成一体，或者衬底本身可形成所述电极中的一者。能使用织物衬底(如下文讨论)的一个优点在于，其使得显示器能以更灵活的方式来进行配置。

可能存在多种涂覆和图案化导体的方法。可使用喷墨、丝网印刷或胶版印刷将导体印刷成某指定图案。或者，导电材料可通过使用遮罩、模板或预处理表面以形成化学遮罩而被喷射或涂覆在下伏表面(诸如染色层、保护层、浇铸层或衬底)上，其中所述化学遮罩仅允许电极材料粘合在特定区域。在一些情况下，可能需要首先敷设均匀导电涂层，且随后通过化学或机械钝化导电材料的一些区来图案化所述层。事实上，可以预期甚至衬底本身也能被制造成导体。例如，一些柔韧塑料材料由氧化铟锡(ITO)涂覆制得，所述ITO涂覆可被图案化以用作电极。鉴于本揭示，用于应用到本发明衬底的适当电极材料对于所属领域的技术人员将显而易见，其包括导电聚合物、碳纳米管、金属或碳导电墨水、ITO或类似物。自动调平和可以适当厚度使用以消除对平坦化层的需要的电极材料是特别合乎需要的。根据本发明的用作导电电极的材料的实例包括可从Agfa-Gevaert N.V.，Belgium购得的Agfa导电聚合物ELP3040、S300和S2500；碳纳米管材料可从EiKos.Inc，Franklin MA购得。前述电极可被图案化，形成为具有各种形状或尺寸的像素，排列为行和列以形成无源矩阵等等，鉴于本揭示案，所有这些对于所属领域的技术人员将显而易见。

可使用此项技术中已知的用于定址液晶且优选地适用于具有变形能力的显示器的任何部件。在优选电可定址显示器中，用于定址液晶的部件将是驱动和控制电子设备，其可有效地连接到电极以根据所属领域的技术人员所知的任何适当驱动机制而在整个液晶材料上施加驱动电压。适当驱动机制和电子设备的实例包括(但不限于)利用双极或单极驱动芯片实施的美国专利第5,644,330号中揭示的常规驱动机制、针对更快或更低温度响应的美国专利第5,748,277或第6,154,190号中揭示的动态驱动机制、针对准视频响应的美国专利第6,133,895号中揭示的累积驱动机制、和10/782,461专利申请案中揭示的多配置显示驱动器，所有这些都以引用的方式并入本文中。或者，用于定址的方法可以是光学方法，借此，可利用白光或激光以一方式将图像写在显示器上，诸如H.Yoshida等人在《Journal of the SID》第5/3卷第269到274页(1997)中揭示，其也以引用的方式并入本文中。在这些实施例中，显示器可在没有图案化的电极的情况下制得。衬底的突出部分(电极末端所在处)可互连驱动电子设备，且电极层可延伸超过显示器的其他层的周边以互连驱动电子设备，诸如2005年1月28日递交的题为“Stacked Display with SharedElectrode Addressing”、代理人案号为36398WO的美国专利申请案中所揭示的，其全文以引用的方式并入本文中。

在优选配置中，配置根据本发明的高分辨率显示设备，其中第一导电聚合物以平行条纹的形式被印刷或者图案化以形成数行平行导电电极。然后滴状分散体被涂覆在所述行的导体之上，接着透明导体在垂直于分散体下方的所述行的导体的方向上以导电带(列)的形式被印刷或者涂覆并图案化在滴状分散体之上。以此方式，由中间的胆甾型分散体形成行列矩阵的电极。接着以这样的方式来多路复用电压脉冲以选择性定址由每一行和列的交叉点形成的显示器的像素中的每一者。当高分辨率图像被定址在显示膜上且电压被移除时，图像将被无限期地保留直到被重新定址以形成另一图像为止。

在进行本发明的过程中，通常需要在电极之间使用一个或一个以上电绝缘层，使得导体彼此绝缘，因而使短路的可能性减到最小。因此，为了本发明的目的，需要选择能在电光响应液晶层之前和/或之后被涂覆、印刷、喷射或敷设为层的材料。绝缘层不能明显地降低显示器的变形能力和光学性质。根据本发明的优选实施例，使用诸如明胶或胶乳的材料。一些特别优选的绝缘材料是聚氨酯胶乳材料，诸如WITCOBOND W232(可从CromptonCorporation，CT购得)。虽然诸如明胶的绝缘层是可选的，但实验显示当液晶层是胆甾型滴状分散体时其导致切换电压降低到10到15伏(频率＝250Hz)。在不受理论约束的情况下，这可能是因为明胶层通过增加介电常数来提高乳胶的介电性质。

一个或一个以上耐用保护性涂层(例如，顶涂层)的使用消除了对使用衬底的需要，从而提高了显示膜的柔韧性和耐用性。所需的保护性涂层将是可在显示器的最上层表面的至少一部分且优选地在其全部上提供坚韧、防刻痕和磨损的涂层但不本质上干扰系统的光学性质的材料。同样，所需的保护性涂覆材料将保持系统的变形能力。鉴于本揭示案，所属领域的技术人员将能选择适当的保护性涂覆材料；优选材料包括丙烯或硅酮颜料、UV可固化粘合剂、PVA、胶乳材料和类似物。因为一些保护性涂层将包括会对显示器的电极或其他元件有害的溶剂或其他组份，所以在进行本发明的过程中，可能需要选择隔离层材料，其将保护其他显示元件以免受相邻涂层的有害组份影响。本发明的层压显示膜在其范围内包括以不同顺序、具有不同数目且位于整个显示器的不同位置处的多个附加层。

对于所属领域的技术人员将显而易见的是，根据本发明的显示器可通过使用前述组份层中的一些或所有而形成多种不同配置。例如，显示器材料可仅出现在织物衬底的一侧上，而不必接触另一侧，或者显示器的若干部分可部分地被吸入到衬底中且与衬底一体形成。本发明的电定址转移显示膜的最小要求是至少一液晶层和至少一相邻导电电极层；所述液晶层夹在所述膜电极层与作为显示膜的组件的另一导电电极层，或施加到衬底、衬底上或被吸入衬底中的导电电极层之间。鉴于本揭示案，对于所属领域的技术人员将显而易见的是，除此之外，存在多种可能配置和组合，其可有效地利用根据本发明的衬底的柔韧性和/或可悬垂性。

发明性显示膜的制造涉及印刷、涂覆或其他沉积手段以形成液晶材料、显示电极以及任何绝缘、隔离或其他涂层。在优选实施例中这些层建立在浇铸层上，在多层的层压片已被干燥或固化时将所述浇铸层从释放表面上移除。鉴于本揭示案，所属领域的技术人员将能选择和使用适当涂覆、印刷和沉积技术，包括(但不限于)用喷雾、喷墨、旋涂和喷印，视情况结合此项技术中已知的多种遮罩或模板、丝网印刷、光刻、化学掩蔽等，这取决于所使用的特定层、衬底或显示元件。预期此项技术中已知的应用涂层和导体的接触或非接触方法将适合根据本揭示案而使用。

2.液晶分散体

胶囊化处理包含在水中利用水溶聚合物乳化胆甾型液晶。通过乳化来胶囊化胆甾型液晶甚至在发明双稳态胆甾型显示器之前就已被实行。早在1970年，胆甾型材料被乳化以制造胆甾型热和电响应涂层，如在美国专利第3,600,060号中所讨论，所述专利以引用的方式并入本文中。最近，乳化方法已由Kodak的Stevenson等人改良以制得尺寸上非常均匀的胆甾型小滴，如美国专利第6,423,368 B1号中所揭示，所述专利以引用的方式并入本文中。最常用的乳化程序涉及将液晶分散在含有水溶性粘结剂材料的水浴中，所述粘结剂材料诸如去离子明胶、聚乙烯醇(PVA)或胶乳。水充当为溶剂且溶解所述聚合物以形成粘性溶液。此水溶液不溶解液晶，且其相分离。当螺旋桨叶片以足够高的速度来搅拌此系统时，形成微米级的液晶小滴。搅拌速度越高，形成的液晶小滴就越小，如在Liquid Crystal Dispersions(P.Drzaic，World Scientific Publishing Co.，Singapore(1995))中所揭示，其以引用的方式并入本文中。水溶性聚合物的分子量也是影响小滴尺寸的一个因素。在形成小滴之后，乳胶被涂覆在下伏层或衬底上，且允许水被蒸发。存在多种不同乳化程序。在优选实施例中，使用PVA、明胶和胶乳中的一或多者(优选地，基于尿烷的胶乳)来形成粘结剂。所述乳化方法的优点在于，滴状分散体可含有百分比含量非常高的胆甾型材料。鉴于本揭示案，所述领域的技术人员将能选择适当材料和方法来提供乳化的液晶小滴层以根据本发明而使用。

微囊化是用于制备滴状分散体的又一处理，如(例如)在美国专利第6,271,898号中所见，其以引用的方式并入本文中。虽然此程序可能更复杂且对材料更敏感，但其能在胆甾型液晶的小滴尺寸和分子锚定条件上提供更多控制。在此情况下，液晶小滴使用将其与粘结剂隔离的壳来涂覆。可能处理以干粉形式的小滴颗粒，其随后被分散在适当的粘结剂中以用于涂覆。其他类型的分散体可能是规则阵列的聚合物囊，所述聚合物囊由液晶材料填充且在顶部由阶段分离处理密封，如(例如)在Society for Information Display 2004Proceedings(D.J.Broer等人，第767页)中所揭示。

3.多层液晶层

本发明显示膜可通过逐层涂覆两个或两个以上胆甾型液晶分散体层来制得。一个或一个以上导电电极层位于相邻液晶层之间。全色显示器可通过堆叠分别具有反射红、绿和蓝光的螺距长度的三个液晶层来制得。对于在每一液晶层之间只有一个电极层，显示器可由双稳态胆甾型分散体可用的共用电极定址机制进行电子定址，如在题为“Stacked Display with Shared ElectrodeAddressing”、代理人案号为36398WO的美国专利申请案中所揭示。红外反射式显示器是可能的，其中滴状分散体层中的至少一者在红外范围中进行反射，诸如可用于夜视目的。对于色彩、增强的亮度或红外应用，诸如在美国专利第6,654,080号(以引用的方式并入本文中)所描述的那些，其中所揭示那么排列的涂层堆叠可根据本发明而使用。多色显示器还能由单个分散体层来制备，其中每一像素被分成不同原色(诸如红、绿和蓝)以进行加色混合。可实现图案化的色彩，如(例如)美国专利第5,668,614号所述，其以引用的方式并入本文中。

为了增加显示器的胆甾型液晶层的亮度，应反射入射光的左旋和右旋分量。这样实现存在两种方法：在具有一种手型性的胆甾型材料上方形成一层具有另一种手型性的胆甾型材料；或在具有相同手型性的两层之间插入半波板。本发明的一个方面在形成反射特定波长的电磁辐射的液晶层中逐层涂覆若干子层的具有不同手型性(左手-LH和右手-RH)的胆甾型材料。所述涂层是不互溶的，因此具有两种不同材料的小滴结构在涂覆或干燥处理中不被破坏。小滴周围的密封剂对于胆甾型材料是不渗透性的以限制分子扩散，因为具有一种手型性的胆甾型材料溶解到另一种中将破坏其所要的光学性质。可选的阻挡层被放置在LC子层之间。就全色显示器来说，红、绿和蓝反射液晶层中的每一者可由LH/RH子层组成以增加亮度。

4.成分和层厚

鉴于本揭示案，对于所述领域的技术人员将显而易见的是，多层膜的层可具有各种成分。仅举例来说，且不限制本发明，多层膜各层的适当成分包括：用于平坦化层的基溶剂、基水和水溶聚合物；用于浇铸层的基溶剂、基水和水溶聚合物和薄塑料片(包括PET、PC、PEN)；用于围绕液晶小滴的粘结材料的水溶聚合物(包括聚氨酯和丙烯酸胶乳)、水溶性聚合物(包括明胶、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯)；作为粘结材料的添加剂以控制粘结性质的交联剂(包括基于氮丙啶、乳酸螯合物、甲醛、戊二醛的材料)和作为粘结材料的添加剂以控制粘结性质的各种表面活性剂(包括基于有机矽聚醚共聚物、烷基芳基聚醚、醇乙氧基化合物(Triton X-100、Triton CF-10、DC 5098、链烷醇)的表面活性剂)。

多层膜的层可具有各种厚度量值和彼此相对的厚度量值。鉴于本揭示案，所述领域的技术人员将了解，各种层厚可适合本发明。仅举例来说，且不限于本发明，浇铸层的适当厚度小于20微米，且特别在5到15微米的范围内。粘合层的适当厚度在10微米到75微米的范围内，且特别小于25微米。电极层的适当厚度(例如)由导电聚合物的透明度和电阻率来决定。通常，所要电阻率小于每平方1000欧姆，且所要的透明度在90％以上。此通常使得电极层的厚度小于1.0微米。

B.转移显示膜

1.概述

如今市场上所售的液晶显示器是通过将显示器建立在形成显示器一部分的衬底上而制造的。常规的显示器包括两个衬底，其将液晶材料夹在中间。若干排电极可被图案化到衬底上。衬底可包括诸如摩擦施加到衬底的化学试剂来影响液晶的排列的处理。相反地，发明性提离(例如，转移)显示膜包括典型液晶显示器的一些或所有组件，但是在制造期间其建立在释放衬垫上，且无需合并衬底来作为显示膜的元件。接着将显示膜从释放衬垫提离并转移到衬底上。转移显示膜可由组成完整显示器的组件中的一些制成，例如由液晶任一侧的一个或两个电极层制成。例如，含有单个电极层的转移显示膜可被转移到其上具有另一电极层的衬底上，且当转移膜被层压到衬底上时可添加驱动电子设备。另一方面，转移显示膜可包括可操作显示器的除驱动电子设备的一些元件之外的所有元件，且接着被转移到含有驱动电子设备的衬底上。所述领域的技术人员将了解，关于组件数目和类型以及在制造过程的步骤期间何时添加所述组件的这些和其他变化属于本发明的范畴。

转移显示膜可包括促进转移膜粘结到衬底的层。此可包括粘合层作为转移显示膜的一部分。转移显示膜可包括能粘结到粘合层的预备层，该层代替所述粘合层，或者是在所述粘合层之外另加的。预备层可与相邻层的折射率相匹配。如果粘合层形成在转移显示膜将转移到其上的衬底上，那么转移显示膜可包括容纳衬底粘合层的溶剂的预备层。

如上文所述的转移显示膜具有以下优点。其可被层压在诸如布、纸或其他不常见的衬底的粗糙表面上以制造市售液晶显示器。层压处理将不改变电极之间的均匀间隔。可独立于显示膜来制造其上将层压膜的衬底，从而可使用很多种以前不能用于衬底的材料或形状。显示膜的制造设施可被简化，且具有更低成本，因为其不必专用于特定衬底。转移显示膜可被层压在另外由于不能在洁净室环境中被处理从而不能含有显示器的衬底上。显示膜可被转移到底板上，所述底板含有显示元件和/或驱动电子设备的一部分，诸如有源矩阵底板或无源驱动显示器的正交行或列导线。

本发明的一个优点在于，制造过程独立于衬底，而不像目前正使用的任何显示器制造过程。另一优点在于，显示膜可被转移到很多种衬底(诸如布)中的任一者上，而在以前是不可能的。衬底可拥有粗糙表面。然而，膜可经层压，使得维持电极间隔且显示器起作用，只要表面不使显示膜破裂。显示膜可被做得可弯曲并结实的。本发明显示膜可被拉伸或卷起，适合层压在塑料、编织物材料等上，或可经特别设计而层压在一有源矩阵衬底上。

胆甾型材料可特别适合显示膜，因为其能被制成可被涂覆或印刷的滴状分散体，且自密封以在膜中包含胆甾型液晶。胆甾型液晶材料可以是双稳态的，包括平面结构和焦锥结构，其在不施加电场的情况下是稳定的。一旦形成图像，则无需电场来保持所述图像。也就是说，低于临界电压的电压可被施加到液晶层，而不改变其平面或焦锥结构。所述图像将无限期地保持，直到其由高于临界电压的施加到像素的额外电压脉冲更新为止。胆甾型材料是场驱动的，与电流驱动相反，其需要改变其光学状态的电流几乎可忽略。因而，导电电极可由诸如导电聚合物或碳纳米管的材料构成，所述材料可被印刷或涂覆成膜，所述膜一般拥有低透明度/传导率比。其他滴状分散体系统(诸如向列型和铁电型)也可能用作转移膜。

2.可悬垂液晶转移显示膜

本发明的显示膜的一个方面在于，提离膜本身是柔韧的且可以是可悬垂的。而且，提离膜可被转移到可悬垂衬底上。本发明涉及在可定址液晶显示器方面的实质进步，其中通过将显示器形成为一可悬垂膜或将转移显示膜与可悬垂衬底组合，这样显示器本身是可悬垂的。这些衬底包括由天然或人造纤维制成的纺织品或织物(诸如布或纸)以及非纤维材料(诸如柔韧或甚至可悬垂的薄聚合片或膜)。有利的是，衬底不必是透明的。由于可变形的衬底，胆甾型或其他液晶显示器可被做得柔韧且结实的，且甚至可被缝到布中或布上，从而提供可穿的显示器。事实上，显示器本身可形成用于制造布或其他织物构造的材料。具有布的可悬垂性的显示器为显示技术提供一个新的维度，使先前不可能的显示应用成为可能。这些显示器可符合三维结构或与含有显示器的衣服或其他织物构造一起弯曲和折叠。为此，根据本发明的显示器是可在操作上可变形的，意味着即使其被或已被变形，其也能工作。在优选应用中，根据本发明的显示器将是在操作上可悬垂的，使得其能具有褶皱并拥有可测量的悬垂系数。

显示膜和显示膜被转移到其上的织物或其他可悬垂衬底材料的可成形性可定义为其从二维形状重新形成为简单或复杂的三维形状的能力。悬垂系数可用于描述当织物样品悬垂在悬垂试验仪上时三维形变的程度，如(例如)在出版物“Effect of Woven Fabric Anisotropy on Drape Behavior”(V.Sidabraitre和V.Masteikaite，ISSN 1392-1320，Materials Science(Medziagotyra)，第9卷第1期，第111到115页，2003年)或“Modeling the Fused Panel for aNumerical Simulation of Drape”(S.Jevsnik和J.Gersak，Fibers and Textiles，第12卷，第47到52页，2004年)中所述，其以引用的方式并入本文中。可悬垂性是发生在诸如窗帘、旗帜、桌布或喇叭裙的材料从物体上垂下时的现象。悬垂系数DC描述悬垂的材料与未悬垂的材料之间的任何形变。用百分比来说，假设R₂是未变形的织物的环形切口的半径，R₁是保持织物的水平圆盘的半径，且SP是悬垂的样品的投影面积，包括由水平圆盘覆盖的那部分，那么其可由比率：DC＝100(S_P-R₁ ²)/(R₂ ²-R₁ ²)来描述。DC值在零到100％之间变化。由于DC值可取决于针对悬垂试验仪的R₁和R₂所选择的值，因此我们遵循其他而取R₁＝9cm且R₂＝15cm。悬垂系数的值越大，织物越硬且越难重新成形。相对的，DC值越低，就越容易重新成形且适应各种形状。所需的织物衬底的一些实例包括丝绸、棉、尼龙、人造纤维、聚酯、凯夫拉尔(Kevlar)或由纤维材料制得的类似材料，其由编织或非编织方法形成且具有布的形变性。具有所要悬垂性的织物的一些实例在表I中展示，表I展示了由R₂＝15cm且R₁＝9cm得到的多种织物材料的悬垂系数DC的测量值。关于标有星号(*)的那些材料的数据是从出版物“The Dependence ofFabric Drape on Bending and Shear Stiffness”(G.E.Cusick，J.Textile Institute，第56卷，第596到606页，1965年)中得到，其以引用的方式并入本文中。其他材料从Jo-Ann Fabrics(Cuyahoga Falls，Ohio and Hudson，Ohio)得到，且被测量DC值。

表I

 

织物	重量(g/m<sup>2</sup>)	厚度(mm)	DC(％)
				*编织服装用织物，粘胶短纤纱人造纤维	231	0.36	67.8
*编织服装用织物，粘胶短纤纱人造纤维	142	0.41	36.9
				*平面编织1.5den粘胶短纤纱人造纤维	196	0.45	32.6
*平面编织连续细丝醋酸纤维和人造纤维	226	0.46	24.7
				*编织服装用织物棉	115	0.20	75.5
*编织服装用织物棉	105	0.31	97.2
				*平面编织连续细丝聚酯纤维	96	0.20	49.9
来自Jo-Ann Fabrics的聚酯	186	0.3	14
				来自Jo-Ann Fabrics的聚酯65％，尼龙35％	116	0.17	49
来自Jo-Ann Fabrics的聚酯缎子	128	0.21	52

鉴于本发明，对于所属领域的技术人员将为显而易见的是，本文揭示的具有所要柔韧性或悬垂性且能支持显示元件的任何可变形材料将适合本发明。在一些优选实施例中，织物衬底可以是合成物，或更优选是纤维强化合成物，诸如棉和聚异戊二烯。这些合成物的实例是雨衣，其中棉提供布的手感和悬垂性，而聚异戊二烯提供了防水性。另一实例是用作抗激光的光屏蔽的人造纤维和氯丁橡胶，诸如可由Thorlabs，Inc.(NJ)获得(商品目录#BK5)。合成物可以是用于本发明多个优选显示器的有用衬底材料。

在多个优选实施例中，衬底材料是不透明的。虽然黑色是优选颜色，但诸如深蓝、绿或某些其他色彩的其他色彩可用于与胆甾型液晶的反射色彩进行添加性混合，以提供定址在显示器上的文本或其他图像的所要色彩。衬底材料本身可以是实质清晰或透明的，但会使衬底变得不透明，通过添加黑色涂层或染料来根据显示器的背景所需而使其变得不透明、半透明或不透明。在所述背景下观看反射式胆甾型显示器上的图像。因此，背景吸收不必要的光且不提供与从胆甾型液晶反射而来的光产生竞争或将其排斥的光是重要的。大部分织物是不透明的。存在许多不由纤维制成的可变形薄片材料的实例，诸如聚合物膜。如果薄片足够薄，那么这些膜也可以是可悬垂的。不透明且非常可悬垂的聚合物膜的实例是来自Cleveland OH的Graphix Plastics的黑色静电紧贴聚氯乙烯薄片材料。具有所要悬垂性的非纤维和可悬垂塑料薄片的其他实例在表II中展示，表II展示多种非纤维薄片材料的悬垂系数DC的测量值(R₁＝9cm和R₂＝15cm)。通过从上方照相来测量悬垂系数的值，其中半径为R₂的样品的褶皱悬垂在半径为的载重圆盘下方的具有相同半径的底座上方。在半径为R₂的圆周中褶皱的投影图像的面积从数字相片中获得。在所有情况中，褶皱显示特征性折叠。

表II

 

薄片材料	重量(g/m<sup>2</sup>)	厚度(mm)	DC(％)
				来自Graphix Plastics的黑色聚氯乙烯	189	0.15	52
Clear DuraLar(通用聚酯)	18.1	0.013	68
				Clear DuraLar(通用聚酯)	32.9	0.025	95
Clear DuraLar(通用聚酯)	73.7	0.050	98

太厚的薄片材料不显示出褶皱，但可弯曲或绕一个轴弯曲，诸如被卷起。一个实例为5密耳(0.125mm厚)Clear DuraLar(聚酯)或5密耳厚TeijinLimited聚碳酸脂ITO涂覆箔。此二维变形材料可被卷起但不反映出褶皱性质。然而，应注意到，这些或类似膜将适合其中不需要悬垂性的本发明的特定实施例。例如，在仅需要柔韧显示器的地方，可通过利用黑色Krylon颜料进行涂覆而使得这些膜成为黑色或者不透明以用作衬底。

将从下文显而易见，虽然本发明的优点可通过提出可变形液晶显示器来实现，但实现此优点的一个主要贡献是在单个衬底上供应电可定址液晶显示器。当今市场上的电可定址显示器使用至少两个衬底，如上注意到，所述衬底一般是刚性的，且液晶夹在其之间。一般来说，这些显示器由成批处理方法来制造。

根据本发明的优选实施例，显示膜由适合低成本、大量生产所必需的卷筒处理方法的涂覆、印刷或层压技术在释放衬垫上制造一序列的层而制造的。基本上，这些层包含第一导电层，接着是电响应滴状分散体(诸如聚合物分散胆甾型液晶)，再接着是透明导电层。常在胆甾型分散体与电极之间需要绝缘涂层以避免电极之间发生电短路。涂覆耐用的保护层以最终形成显示膜的构造。在一些情况下，在一些涂层之间需要隔离层以避免被随后涂层损坏，损坏诸如会由涂层溶剂或其他组份之间的化学反应造成。类似地，各层之间的预备涂层可以是促进随后涂层的湿润和粘合所必需的。在一些实施例中，所述涂覆通常提供多种功能，诸如其中所述第一导电涂层还可充当预备涂层以使表面光滑。

应注意，在优选实施例中，液晶层将由导电电极分界。所述电极不必为相同的。例如，在多个实施例中，在液晶的非观察侧的电极将为黑色或某些其他色彩，而在观察侧的电极将为透明。在其他实施例中，在液晶层两侧的电极将为透明。在其他实施例中，电极或阵列电极可与衬底形成为一体，或者衬底本身可形成所述电极中的一者。接着将多层膜从释放衬垫上提离并转移到柔韧衬底。

将膜转移到粗糙纺织品、其他粗糙织物或其他粗糙衬底或层可使用平坦化涂覆以至少使表面部分光滑。此后可以是预备涂覆或一序列这些涂覆以进一步使织物表面光滑以及相对于第一导电层调整其色彩、电阻率、湿度和粘合特性。然而，相信本发明显示膜可施加到几乎所有最粗糙表面，且无需平坦化表面。本发明转移膜在制造过程中呈现良好耐用性和坚韧性，且保持相邻电极层之间的液晶层的间隙厚度。通常，只有那些粗糙得可穿透液晶层的表面将在粗糙表面上包括平坦化层。

可以多种方式进行粗糙表面的平坦化，如美国申请案第60/565,586号和第11/006,100号中所揭示。根据本发明平坦化表面的优选方式是添加平坦化层。平坦化层是材料涂层，其在应用到粗糙衬底或其他粗糙层(诸如应用到粗糙浇铸层)时将趋向于使粗糙表面中的最剧烈的起伏变平，以提供整体光滑(但不必平坦)的表面，在其上将沉积下一层。根据本发明，用作平坦化层的优选材料是明胶、氯丁橡胶和胶乳材料，诸如可从NeoResins，MA购得的NeoRez R967。平坦化层还可以是聚合薄片，诸如PET。

对于所述领域的技术人员显而易见的是，根据本发明的显示膜可使用前述组份层中的一些或全部来形成多种不同配置。例如，显示膜可仅出现在织物的一侧，而未触及另一侧，或者显示膜可部分地被吸入到柔性衬底中且与柔性衬底一体地形成。

3.其他衬底

自供电显示器可通过使用太阳能电池板作为衬底或衬底的组件来得到，由此不被胆甾型材料反射的光可被太阳能电池板吸收以转换成电能而用于向显示器供电。

还设想，有源矩阵衬底可用于建立有源驱动胆甾型显示器，由此转移膜的各种显示元件被层压到有源底板上。

另外，通过将光电导薄片放在下导电电极上方来获得光学定址显示器。由于施加到电极的连续电压，照射到显示膜上的光将局部改变光电导体的电阻率并驱动显示膜。此显示器构造避免了对图案化电极的需要。显示器可包括上未图案化电极和下未图案化电极。显示器可由适当聚焦在膜上的图像定址，或由扫描激光束写入，如在出版物“Reflective Display withPhotoconductive Layer and Bistable Reflective Cholesteric Mixture”(J.Yoshida等人，Journal of the SID，第5/3卷，第269到274页，1997年)中描述，其以引用的方式并入本文中。当然，取决于所要的显示器，其他胶合堆叠是可能的。

发明内容

一般来说，本发明的一个实施例展示了包含复数个层的液晶转移显示膜，所述复数个层在释放表面上制备、固化并提离，且接着被转移到衬底上。所述复数个堆叠的层包含至少一液晶层且在所述液晶层附近包含至少一导电层。更明确地说，显示膜的堆叠的层以一序列进行堆叠，包含浇铸层、第一导电层、液晶层和第二导电层。在本发明的另一方面中，显示膜包含浇铸层，其被施加在其上制备显示器的其他层的释放表面上或其附近，所述浇铸层可选自于由预备层、至少一导电层、粘合层、平坦化层、至少一液晶层、隔离层和其组合组成的群组。

液晶层包含在聚合物矩阵中的液晶分散体。液晶层可包含为双稳态的和/或可包含在小滴中的液晶。例如，适当的液晶材料是胆甾型液晶材料，其在显示膜中是双稳态的，即其可表现为在不存在电场情况下均为稳定的平面结构和焦锥结构。优选分散体包括这些分散在聚合物矩阵中的胆甾型液晶材料。所述分散体可选自乳胶和微囊化液晶材料中的至少一者。

液晶显示膜可包括一个、二个、三个或更多个液晶层。所述层反射可见和/或红外电磁辐射。显示器可包括反射红、绿和蓝光的液晶以形成全色液晶显示器。全色显示器可包含堆叠的红、绿和蓝反射液晶层。显示膜还可包括三个共面区，其包括含有红、绿和蓝反射液晶材料的小滴。显示膜可通过使用具有右手型和左手型捻向的胆甾型液晶材料来展现改进的亮度。具有右手型和左手型捻向的这种液晶材料可位于单个层或两层中，所述两层由防止层间扩散的阻挡层分开。如果显示膜包括两个或两个以上液晶层，那么可使用阻挡层来防止液晶材料在所述层之间扩散。此阻挡层还可充当电绝缘层。

参考本发明显示膜的各层的特定方面，光学层位于浇铸层与液晶层之间且与相邻层的折射率相匹配。当显示器在最下方液晶层的下游的部分(例如，衬底)不能充分吸光时，使用光吸收层。所述导电层中的至少一者可包含由导电聚合物或碳纳米管材料形成的电导体。电绝缘层放置在液晶层与相邻导电层之间。在所述第二导电层上方可使用保护层，其加固显示膜。保护层可以是光学透明的或不透明的。显示膜可在保护层所在的膜的那侧附近或显示膜的另一侧安装到衬底上。显示膜可包含粘合层。预备层可放置在粘合层与显示膜的其他层之间。导电层可被图案化或不被图案化。导电层含有平行排的行或列导体，且另一导电层含有平行排的行和列导体中的另一者。液晶层夹在所述导电层之间。所述排行导体与所述排列导体成正交排列。显示膜可包括导电层，其衬底可包括另一导电层，从而液晶层夹在所述膜导电层与所述衬底导电层之间。当然，液晶层还可夹在显示膜的相邻导电层之间。液晶层可由连接到导电层的驱动电子设备进行电定址，以有效地从显示器中产生图像。衬底可包含有源矩阵设备，其可定址显示膜的液晶层。在此情况下，未被图案化的导电层放置在液晶层的远离所述有源矩阵设备的那侧。有源矩阵设备可如同电定址复数个薄膜晶体管元件那样电定址液晶层的独立像素。

衬底可具有许多变化。衬底包括太阳能电池板以有效地形成自供电显示器。在此情况下，在入射光方向上没有光吸收层被放置在所述太阳能电池的上游。太阳能电池可形成显示器的背面并吸收穿过液晶层或显示器各层的光。衬底可包含光电层和导电层，其用于使液晶层在电场施加到膜的导体层与光电层之间的液晶层时被光定址。

本发明针对被转移到衬底之前的提离显示膜本身，针对转移到衬底的转移显示膜，且针对包括转移显示膜的设备。另外，本发明与包含用于电定址相邻导电层之间的液晶层的驱动电子设备的设备有关。

从附图和随后『具体实施方式』中将得到本发明的复数个附加特征、优点和更全面的理解。应了解，以上『发明内容』从广义上描述本发明，而以下『具体实施方式』更详尽地描述本发明且呈现优选实施例，所述优选实施例不应被理解为权利要求书中所界定的广义发明的必要限制。

附图说明

图1和2a是根据本发明构造的显示膜的一方面的结构的侧面截面图，且图2b是转移到衬底上的图2a的显示膜的侧面截面图；

图3和4a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧截面图，图4b是转移到衬底上的图4a的显示膜的侧面截面图，而图4c是图4b中所示的显示器的变化的侧面截面图；

图5和图6a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图6b是转移到衬底上的图6a的显示膜的侧面截面图；

图7和图8是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图9a到9c是转移到各种衬底上的图8的显示膜的侧面截面图，而图9d是展示图8的显示器的变化的侧面截面图；

图10和图11a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图11b是转移到衬底上的图11a的显示膜的侧面截面图，而图10a是图10的显示器的变化的侧面截面图；

图12和13a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图13b是转移到衬底上的图13a的显示膜的侧面截面图；

图14和15a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图15b是转移到衬底上的图15a的显示膜的侧面截面图；

图16和17a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图17b是转移到衬底上的图17a的显示膜的侧面截面图，而图16a是图16的显示器的变化的侧面截面图；

图18和19a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图19b是转移到衬底上的图19a的显示膜的侧面截面图；

图20和21a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图21b是转移到衬底上的图21a的显示膜的侧面截面图；

图22和23a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图23b是转移到衬底上的图23a的显示膜的侧面截面图；

图24和25a是根据本发明构造的显示膜的另一方面的结构的侧面截面图，且图25b是转移到衬底上的图25a的显示膜的侧面截面图；和

图26是说明发明性显示器的导电电极层的结构并安装到衬底的透视分解图。

具体实施方式

本发明的一个实施例是单色双稳态胆甾型反射式提离或转移显示膜，其可转移到透明或不透明的织物、聚合物或其他衬底上。图1展示含有构成膜的各种层的显示膜10。通过以如下顺序在可充当释放衬垫12的表面上涂覆或浇铸每一层来制造所述膜。可选的浇铸层14首先涂覆或层压在释放衬垫12上。所述浇铸层用于若干目的。浇铸层是一旦被干燥或固化就可从释放衬垫移除的膜。浇铸层还提供适当表面以用于湿润该序列中的下一涂覆，所述下一涂覆可以是可选的不透明光吸收层16充当黑暗背景。或者，如果未使用黑暗背景，那么下一层可以是显示电极层中的一者。浇铸层为足够结实而能从释放衬垫提离，且随后被层压到衬底上。

通常为黑色的光吸收层16涂覆在浇铸层上。光吸收层粘合在浇铸层上，且在此实施例中用以吸收通过胆甾型液晶层18的不需要的光。在箭头方向上从上方观察所得的显示器(图2b)。光吸收层的材料用以湿润该序列中的下一涂层，即下导电电极层20。

下导电电极层20被涂覆或印刷并经适当图案化到光吸收层上。在此实施例中，导电材料不必为透明，但需要不具有反射性。碳基材料和导电聚合物是适用的，只要其提供足够导电率，例如小于1000欧姆/平方的电阻率，其同样是由层厚度控制的参数。碳基材料和导电聚合物可能是适用的，因为其通常可被印刷而形成所要电极图案。

所述导电电极上方的可选的电绝缘层22有利于防止电短路。然而，如果胆甾型液晶分散在本身已充分电绝缘的粘结剂或聚合物矩阵中，那么可省略所述绝缘层。所述绝缘层的厚度优选小于1.0微米，以保持适当驱动电压。

具有由分散在聚合物矩阵中的液晶组成的分散体形式的胆甾型液晶层18随后被涂覆在绝缘层上。可由若干不同制程(诸如乳化作用或微囊化制程)中的任一者来制成液晶分散体。优选的分散体可由胶乳乳化制备，由于这些粘结剂拥有涂覆所需的湿润和粘合特性。对于胆甾型液晶而言，小滴尺寸应足够大(例如大于1.0微米)以允许双稳态性。本文所用的术语“小滴”可具有多种形状中的任一者，包括球形、椭圆形和无定形的形状。此液晶涂层的厚度决定了显示器的驱动电压以及显示亮度。为了使亮度最佳，需要此层至少为4.0微米厚；然而，为了保持适度低驱动电压，所述层应小于15微米厚，此取决于液晶材料的物理特性。

第二可选的电绝缘层24有利于防止电短路。此层同样可充当用于透明导电层26的隔离或湿润层。

透明导电层26被印刷或涂覆并被适当图案化以充当上电极。透明导电聚合物或碳纳米管材料适合此目的。透明度与导电率比取决于涂覆的厚度。如果显示器的响应速度不成问题的话，那么高达几千欧姆/平方的电阻率也是合适的。

可选的透明保护层28施加到透明导电层26上。所述透明保护层或“透明涂层”28有利于加固显示器，并保护其不受环境影响。术语“清晰涂层”发现类似于用作汽车涂漆完成后的外部保护涂层的清晰涂层。

固化显示膜。接着，如图2a所示，将固化显示膜从释放衬垫12提离。如图2b所示，显示膜接着被转移或层压到衬底30上。

本发明的另一方面类似于前述显示膜，但使用了粘合层32和/或预备层34。此显示膜在图3中展示，其中在所述若干图中，相同的参考元件符号描述相同的组件。下文相同于或类似于那些先前所述的显示器组件的显示器组件将不再详细描述，应了解，关于显示器组件的材料、特性和特征的先前详细描述同样可应用到随后显示器组件。图3所示的显示膜与图1所示的显示膜之间的唯一差别在于添加了粘合层和可选的预备层，有时需要所述可选的预备层在显示器中的粘合层与下一层之间提供光滑表面，其可以是浇铸层(如果需要)或导电电极。预备层也可充当隔离层以将其他显示元件与粘合层中的溶剂隔离。

如图4a所示，一旦显示膜被固化，则将其从释放衬垫提离。粘合层32虽然具有拥有相对较强粘合性质的能力，但不以较高粘合力粘结到释放衬垫12。释放衬垫可具有蜡质或其他表面，使得粘合层的粘合剂不能有力地粘结，或粘合材料和释放衬垫材料可具有防止粘合材料湿润释放衬垫的成分。如图4b所示，显示膜接着被转移或层压到衬底30上。粘合层32以一所要粘合水平将显示膜粘结到所述衬底30上。

在特定设计中，粘合层32由压敏性粘合剂组成，且具有(例如)约25微米的厚度。层34为预备层或浇铸层。浇铸层34的一种适当成分是(例如)约12微米厚的PET。浇铸层的尤其优选的厚度小于20微米，且尤其在5到15微米的范围内。

参考图4c，作为本发明中可能的许多变化中的一者的说明，所述堆叠显示膜不需要绝缘层，因为液晶层中的聚合物矩阵是充分电绝缘的，以防止电极层之间短路。显示膜还缺少光吸收层，因为在液晶层以下的各层(包括衬底)不是反射性的，或能充分吸收光。显示膜包括可选的预备层34，不包括粘合层32。粘合层被层压在衬底上，且其一侧或两侧可具有粘合特性。

将固化的堆叠显示膜从释放衬垫上提离(未图示)。堆叠显示膜接着被转移到衬底30上。具体来说，所述可选的预备层(如果没有使用预备层的话，就是浇铸层)粘结到粘合层。

参看图5，本发明的另一实施例是针对转移到透明衬底(诸如一透明聚合物或玻璃)上的单色反射式转移显示膜。在此情况下，转移膜不包括染色层或光吸收层。“下”导体(在将显示膜转移到衬底上时)是透明导体，或如果下导体在衬底上，那么可能不是转移膜的一部分。其中堆叠的层被转移到衬底的序列中的上导体可以是不透明导体，在此情况下所述透明涂层被黑色涂层取代。因此，在制造转移显示膜期间，相对于释放衬垫的膜的下部分或上部分在转移到衬底之后最终可接近操作性显示器的顶部或底部。此外，堆叠显示膜的顶部和底部可以是清晰或不透明。应了解，诸如上、下、外部和其类似物的术语用于辅助描述本发明的特征。这些术语是相对的，且随着显示器、显示膜和显示膜各层的定向而变化，因此这些术语不应用来限制本发明。

具体来说，通过按以下顺序在可充当释放衬垫12的表面上层压或浇铸每一层来制造显示膜40。可选的粘合层42首先被涂覆或层压到释放衬垫12上。可选的浇铸层44被层压到粘合层上。接着导电电极层46(在完成的显示器中将为上电极层)被涂覆或印刷并经适当图案化到下伏层上。在此实施例中，导电材料是透明的。碳基材料和导电聚合物是适用的，只要其提供足够传导率，例如小于1000欧姆/平方的电阻率，其同样是由层厚度控制的参数。导电聚合物和碳基材料可能是适用的，因为其通常可被印刷而形成所要电极图案。

印刷或涂覆在所述电极层46上方的可选的电绝缘层48有利于防止电短路。然而，如果胆甾型液晶分散在本身已充分电绝缘的粘结剂或聚合物矩阵中，那么可省略所述绝缘层。所述绝缘层的厚度优选小于1.0微米，以保持适当驱动电压。

具有由分散在聚合物矩阵中的液晶组成的分散体形式的胆甾型液晶层50接着被涂覆在绝缘层上。可由若干不同制程(诸如乳化作用或微囊化制程)中的任一者来制造液晶分散体材料。

第二可选的电绝缘层52可有利于防止电短路。

透明或非反射性导电层接着被印刷或涂覆并经适当图案化以充当导电电极层54(其将成为完成的显示器的下电极层)。透明导电聚合物或碳纳米管材料适合此目的。透明度与传导率比取决于涂层的厚度。如果显示器的响应速度不成问题的话，那么高达几千欧姆/平方的电阻率也是合适的。

可选的光吸收层56被印刷或涂覆到电极层上，且将位于完成的显示器的底部附近。

最后，可选的保护涂层58被印刷或涂覆到光吸收层上以加固显示器。此层形成完成的显示器的底部，其可安装到显示设备的外壳上。

固化显示膜。接着，如图6a所示，固化显示膜被从释放衬垫12提离。如图6b所示，显示膜接着被转移或层压到透明衬底30的背侧。粘合层以所要的粘合水平将显示膜粘合到衬底上。

本发明的实施例“颠倒地”层压转移膜，即，相对于释放衬垫而位于堆叠显示膜上的最上方保护层的那侧经转移而与衬底相邻。在此实施例中，堆叠显示膜的最上方保护层被预备涂层取代，所述预备涂层本身可充当粘合剂或充当可有效地粘结到粘合层的层。

如果所需衬底是不透明的底部衬底，那么可能需要将预备层染色以吸收某些光谱带宽中的光，并移除光吸收层(其一般在制造堆叠显示膜期间被添加为所述第一层中的一者)。此外，下导电电极以及与释放衬垫相邻的层将是透明的。如果希望衬底形成显示设备的上透明衬底，那么光吸收层将在制造过程中被涂覆为所述第一层中的一者，如下文更详细描述。

更具体地说，参考图7，显示膜60包括印刷或涂覆在释放衬垫12上的可选浇铸层62。在此实施例中，显示膜在转移到衬底上的过程中被翻转180°，如下文所述。根据衬底是显示设备的上衬底还是下衬底，浇铸层可以是透明的或仅需要为非反射性的。接着，印刷或涂覆可选的光吸收层64。然而，当希望衬底30d形成显示设备的顶部部分时(图9a)，在所示位置中将使用光吸收层64。接下来，导电电极层66被印刷、涂覆并经适当图案化到下伏层上。一旦转移到透明的上衬底30d(图9a)上，电极层66将被定位为显示设备的下电极。在此情况下，电极层无需为透明的，但应为非反射性的。一旦堆叠显示膜转移到底部衬底30b、30c(图9b、图9c)上，则电极层66为上电极且应为透明的。可选的绝缘层68被印刷或涂覆到下伏层上。接着，胆甾型液晶分散体层70被涂覆或印刷到堆叠的层的下伏层上。可选的绝缘层72被印刷或涂覆到液晶层上。

接下来，导电电极层74被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。如果所需衬底为透明的上衬底30d(图9a)，那么电极层74为上电极层且应为透明的。如果所需衬底为下衬底30b、30c(图9b、图9c)，那么电极层74为下电极层且无需为透明的，但应为非反射性的。

接下来，可选的光吸收层76被印刷或涂覆到电极层74上。如果所需衬底为透明的上衬底30d(图9a)，那么将没有光吸收层76被印刷或涂覆到电极层上的这个位置。如果所需衬底是清晰或不充分吸光的底部衬底30c(图9c)，那么使用光吸收层76。如果所需衬底30b是不透明或充分吸光的，那么可省略光吸收层76。然而，如果需要改进对比度，那么光吸收层可甚至与不透明的底部衬底30b一起使用(图9b)。对于所述领域的技术人员显而易见的是，在本发明的这个或任何其他实施例中，光吸收层不仅能吸收具有特定波长的全部或一些光，而且能被设计成反射不同色彩。

下一层是可选的预备层或保护层78。接着是可选的粘合层80。如图9a到9c所示，粘合层可被直接粘结到衬底上。所述可选的预备层可与粘合层相互作用或将粘合层固定到堆叠显示膜的其他层上或提供其他功能(诸如折射率匹配)或保护或加固显示膜，且可能充当隔离层以保护分散体不受粘合剂中分子的影响。

在本发明的另一方面中，粘合层81可应用到衬底上(图9d)，在此情况下，堆叠显示膜上无需粘合层80。显示膜的预备层或保护层78将接着通过衬底粘合层81被粘结到衬底。在不使用预备层或保护层78的情况下，堆叠显示膜的下一层将被粘结到衬底粘合层81上。

在堆叠显示膜转移到透明的上衬底的情况下(图9a)，预备/保护层和粘合层应为透明的。如果堆叠显示膜被转移到下衬底上，那么预备/保护层和粘合层无需为透明的但不应为反射性的(图9b和图9c)。

本发明的另一实施例针对单色胆甾型反射式显示器，其拥有充分的反射亮度，反射50％以上的入射光。在此实施例中，液晶分散体层由两个堆叠涂层组成，一个是左顺捻胆甾型液晶且另一个是右顺捻胆甾型液晶，两者被调整到反射的相同预选峰值波长和带宽。具有相反手型性的胆甾的堆叠的层反射旋圆偏振光的两个分量，且因此理论上能反射膜的布拉格波长的所有入射光。实际上，一些光由于分散体的缺陷和堆叠中其他层的不良反射和吸收而丢失。总反射可接近入射光的80％，如美国专利第6,320,563号中所指示。左手型和右手型微囊化小滴可被浇铸成为一个涂层来取代两个堆叠层。

更具体地说，显示膜包括印刷或涂覆在释放衬垫12上的可选的粘合层82和印刷或涂覆在所述粘合层上的可选的预备层84，如图10中说明。可选的浇铸层86被印刷或涂覆在下伏层上。可选的光吸收层88被印刷或涂覆在所述浇铸层上。如果显示膜被安装在此显示器中从远离衬底的那侧观看是不充分吸收光的衬底上，那么使用所述光吸收层。接下来，电极层90被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。此后是可选的电绝缘层92。

接下来，印刷或涂覆胆甾型液晶分散体层94。此由两个子层组成：具有左手型或右手型捻向的子层94a和具有相反捻向的子层94b。可选的阻挡层95被涂覆在其中间，以隔离所述两个子层。这向显示器提供最佳亮度，因为左手型和右手型旋圆偏振光都从胆甾型层94反射。每一液晶层的螺距长度可经调整以反射具有相同的峰值反射波长的光，从而产生单色显示器。

接下来，可选的电绝缘层96被印刷或涂覆到液晶层上。电极层98被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。接下来，可选的保护层100被印刷或涂覆到电极层上。

如图11a所示，将固化的显示膜从释放衬垫12提离。显示膜被转移到衬底30上，如图11b所示。粘合层82粘结到衬底上，使显示膜保留在衬底上。

图10a所示的显示器除了使用单个LC层93而不使用具有右手型和左手型捻向的两个LC子层和其之间的可选的阻挡层外，其他与图10中的相同，其中在所述单个LC层93中分散着具有右手型和左手型捻向的LC小滴。

如果滴状分散体层在单个层内由红(R)、绿(G)和蓝(B)像素图案化以进行加色混合(图12、13a、13b)，那么全色单反射式分散体层是可能的。所述膜类似于图10的显示膜，除了滴状分散体已由某方法进行图案化之外，诸如UV辐射具有UV敏感性扭转力的胆甾型材料，如美国专利第5,668,614号所揭示，其全文以引用的方式并入本文中。

本发明的另一实施例是使用三层RGB(红、绿、蓝)堆叠(每层之间具有单个导电电极层)而制得的全色显示膜110(图14、15a、15b)。此显示器由双稳态胆甾型分散体可用的共用电极定址机制进行定址，如题为“StackedDisplay with Shared Electrode Addressing”，代理人案号为36398WO的美国专利申请案所揭示。

具体地说，可选的粘合层112被印刷或涂覆到释放衬垫12上。随后印刷或涂覆可选的预备层114。接着可选的浇铸层116被印刷或涂覆到下伏层上。接下来，可印刷或涂覆可选的光吸收层118。电极层120被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。此后是可选的电绝缘层122。

接下来，第一胆甾型液晶分散体层124被印刷或涂覆，其反射三原色中的一者(例如红色)。接下来，印刷或涂覆并适当图案化第一电极层126，其夹在可选的电绝缘层128、130之间。此后印刷或涂覆第二胆甾型液晶分散体层132，其反射第二原色(例如绿色)。接下来，印刷或涂覆并适当图案化第二电极层134，其夹在可选电绝缘层136、138之间。接下来印刷或涂覆第三胆甾型液晶分散体层140，其反射第三原色(例如蓝色)。随后是可选的电绝缘层142。接下来印刷或涂覆并适当图案化第三电极层144。添加可选的保护层146以加固显示器。所属领域的技术人员将了解，在入射光方向上，第一液晶层上游的所有层应为透明且第一液晶层下游的各层无需为透明但应为非反射性的。鉴于本揭示案，所述领域的技术人员显而易见的是，可对所示特定显示器作适当修改，诸如设计显示膜以转移到清晰上衬底上或在释放衬垫上固化后转移到衬底期间将显示器110倒置。

如果R、G和B层中的每一者含有左扭转子层和堆叠右扭转子层(图16、17a、17b)，那么可增加亮度。此显示器类似于图14、15a、15b中所示的显示器。此显示器的不同之处在于，所述液晶层中的每一者包含子层，其中每一子层与另一子层具有不同捻向但与另一子层以相同的峰值反射和带宽反射光。液晶层125由子层125a、125b构成；液晶层133由子层133a、133b构成；液晶层141由子层141a、141b构成。可选的阻挡层127、135和143被放置在子层之间。这向显示器提供最佳亮度。

图16a所示的显示器与图16中的相同，除了不使用具有右手型和左手型捻向的两个LC子层和其之间的可选的阻挡层外，所述显示器使用单个LC层129、137、145，其中在所述单个LC层中分散着具有右手型和左手型捻向的LC小滴而无此阻挡层。

本发明的又一实施例展示红外反射式显示器，含有堆叠的至少一滴状分散体层，其在红外中进行反射，诸如可用于夜视目的(图18、19a、19b)，如美国专利第6,034,752号中所揭示。更具体地说，在可选的粘合层150之后，可选的预备层152被印刷或涂覆到释放衬垫上。接下来，可选的浇铸层154被印刷或涂覆在下伏层上。可选的光吸收层156被印刷或涂覆在所述浇铸层上。接下来，印刷或涂覆并适当图案化电极层158。此上印刷或涂覆可选的电绝缘层160。接下来印刷或涂覆胆甾型液晶分散体层162，其具有能有效反射红外电磁辐射的螺距长度。中间电极层164(其夹在可选电绝缘层166、168之间)被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。接下来，放置另一胆甾型液晶分散体层170，其具有能有效反射可见光的螺距长度。接下来，印刷或涂覆可选的电绝缘层172。接下来，印刷或涂覆并适当图案化电极层174。最后，可选的保护涂层176形成显示膜的外表面。

自供电显示器可通过将所述转移显示膜层压到作为衬底30的太阳能电池板上(或层压到其上安装有太阳能电池板的衬底上)而获得，从而不被胆甾型材料反射的光可被吸收到太阳能电池板中以转化成电能而用于向显示器供电。一种这样的转移膜可以是图1的膜(显示膜10)，其中光吸收层16被除去，使得光可被吸收到太阳能电池板中并用于向显示器供电。

另一显示膜被安装到有源矩阵底板上，如图20、21a、21b所示。可选的浇铸层182被印刷或涂覆在释放衬垫12上。可选的电绝缘层186(其还可充当为浇铸层)被印刷或涂覆到释放衬垫12上。下一层是胆甾型液晶分散体层188。所述分散体层还可充当为浇铸层。接下来，印刷或涂覆可选的电绝缘层190。最后，未图案化的保护/电导体层192被印刷或涂覆到下伏层上。

将固化显示膜从释放衬垫提离(图21a)。显示膜接着被转移到含有有源矩阵底板194的衬底30上(图21b)，所述有源矩阵底板194可电定址显示器的单个像素。

图22、23a、23b展示本发明的实施例，其中一些显示组件位于衬底上。显示膜200包括印刷或涂覆在释放衬垫上的光学透明浇铸层202。光学透明导电层204被印刷或涂覆并经适当图案化到所述浇铸层上。接下来，印刷或涂覆胆甾型液晶分散体层206。接着，可选的粘合层208(其还可充当电绝缘层)被印刷或涂覆到液晶层上。如图23a中所说明，膜被提离释放衬垫，并在转移期间翻转180度。如图23b中说明，膜被层压到含有被印刷或涂覆并经适当图案化的导体层214的衬底上，使得含有粘合层208(图22中展示在堆叠的上部分)的转移膜的那侧与衬底上的导体214(图23b中显示在堆叠的下部分)相邻。如果可选的粘合层216被应用到衬底上，可不需要堆叠显示膜的粘合层208，反之亦然。多层堆叠的电极层204和衬底上的电极层214将液晶分散体层206夹在中间，且一起形成完整的显示器。层202不仅在将各层印刷或涂覆在释放衬垫上期间充当浇铸层，而且一旦显示膜被层压到衬底上则充当透明外保护层。

本发明的另一实施例针对柔韧衬底的使用。图24展示适合用在织物衬底上的显示膜220。可选的粘合层222被印刷或涂覆到释放衬垫12上。可选的预备层224被印刷或涂覆到下伏层上。可选的浇铸层226被印刷或涂覆到下伏层上，或如果没有，那么被印刷或涂覆到释放衬垫12上。接下来，印刷或涂覆并适当图案化可选的电极层228。在将显示膜应用到充分吸收光的衬底的情况下，可不使用任何光吸收层。然而，显然如果衬底不能充分吸收光，那么光吸收层会被添加到液晶层下方。接下来，印刷或涂覆可选的电绝缘层230。接下来，胆甾型液晶分散体层232被印刷或涂覆在下伏层上。接下来，可选的电绝缘层234被印刷或涂覆到液晶层上。接着，电极层236被印刷或涂覆并经适当图案化到下伏层上。此后印刷或涂覆可选的保护层238以加固显示器。

适当的柔韧衬底具有织物30f的形式。在织物上，可放置可选的平坦化层240。此层可包括图案化电极，在此情况下，将省略电极层228。虽然织物不必为光滑来用于将显示膜层压到织物衬底上，但如果使用，那么平坦化层使粗糙的织物衬底的表面变平，以准备附着转移显示膜220。固化显示膜被从释放衬垫提离(图25a)。显示膜接着被直接转移到织物衬底30f上(图25b)，或视情况转移到由平坦化层整平的衬底上。应了解，粘合层可被放置在平坦化层上来取代将粘合层放置在显示膜上(未图示)。

另一实施例展示光可定址转移显示膜，以提供可被光定址的显示器，如出版物“Reflective Display with Photoconductive Layer and Bistable ReflectiveCholesteric Mixture”(Yoshida等人，Journαl of the SID，第5/3卷，第269到274页，1997年)中所揭示。此膜除去了下电极，且被转移到底下具有电极的光导电薄片。当连续电压施加到电极上时，照射到显示膜上的光将局部改变光电导体的电阻率并驱动显示膜。显示器可由适当聚焦或投影到膜上的图像定址，或由扫描激光束写入。

由所要应用而定的由其他胶合堆叠而形成的转移显示膜是可能的且在本发明范畴内。例如，当列举出若干序列的显示元件时，显然本发明涵盖在所列元件之间插入其他元件。另外，显示膜是否放在光吸收衬底上影响多层堆叠中光吸收层的选择。例如，将显示器层压在透明上衬底上影响是否以及在哪里使用光吸收层的选择并影响透明或不透明导体的选择。另外，本发明的变化可由粘合层、预备或保护层的使用来实现。这些层中的一或多者可放置在衬底上，例如预备层放置在多层膜上，且粘合层放置在衬底上。多层堆叠可包括一个、二个或更多电极层。如果衬底上已安置有电极层，那么可在多层堆叠中少形成一个电极层。到衬底上的转移将液晶层夹在显示膜中的电极层与衬底上的电极层之间。同样，在用于施加电压到液晶层的其他设备，诸如有源矩阵底板或用于光定址的设备的情况下，多层堆叠可省略一电极层。最后，各层可具有多功能性，诸如电极/平坦化层、平坦化/电绝缘层、电极/浇铸层、电极/浇铸/保护层。鉴于本揭示案，所述领域的技术人员将了解层多功能性、层和衬底类型、层的序列和显示膜的定向的这些或其他变化在本发明的范畴内。因此，对于所述领域的技术人员显而易见的是，本发明的新颖制造过程提供了本发明显示膜设计和使用上的无数变化，所有都不违背本发明的精神和范畴。

图26是无源矩阵显示器300的透视图，以分解图说明图案化成列的导电透明电极302是如何可电连接到附着到衬底306的导电突起304。列电极308被电连接到也附着到衬底的突起310上。所述突起用于互连驱动电子设备(未图示)。由于用于列308和行302两者的突起被放置在衬底上，因而大大简化了附着驱动电子设备。显然，为清晰起见，图26中未展示显示器的中间层(包括胆甾型液晶分散体层)。

在存在复数个电极层(诸如带有具有三个胆甾型液晶分散体层的RGB堆叠的全色显示器的多个电极层)的情况下，列和行电极可同样连接到位于衬底上的突起。例如，全色堆叠衬底中的两个外导电层可连接到位于衬底两侧的突起，如题为“Stacked Display with Shared Electrode Addressing”、代理人案号为36398WO的图8中所说明，同时与全色堆叠相关联的两个中间电极层可连接到位于衬底的两个剩余侧上的突起。电极到突起的电连接可由导电聚合物材料实现。导电层的电极末端在涂覆过程中被暴露以连接到突起。

现将参考下列实例来描述本发明的具体方面，提供下列实例来用于提高对本发明的理解，且不应被解释为限制所附权利要求书中所阐述的本发明的范畴。

实例1

可操作的16×16像素无源矩阵、提离胆甾型显示膜通过以下步骤制成：首先将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜、接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。释放衬垫是具有织物支撑的氯丁橡胶薄片，其可从Thor Labs(Newton，NJ)得到。含水聚氨酯分散体(WITCOBOND W232，可从Crompton Corporation，CT得到)的浇铸层使用Meyer杆技术而沉积在释放衬垫上并在室温下干燥。浇铸层的干燥厚度接近10到12微米。一层导电聚合物(可从Agfa-Gevaert，Belgium得到的ELP-3040)被丝网印刷到浇铸层上形成为互相间隔1mm的5mm宽、15cm长的带，以充当无源矩阵显示器的列电极。在浇铸之后，导电聚合物在100℃下固化10分钟。聚氨脂分散体(例如WITCOBOND W232)的薄绝缘层(1到2μm)通过使用刮墨刀技术而被浇铸在导电层上。通过使用具有25微米间隙的刮墨刀将水基乳胶涂覆在绝缘层上而得到聚合物粘结剂中的胶囊化胆甾型液晶层，且在室温下干燥1小时。胶囊化液晶层的厚度接近8到10μm。液晶与粘结剂的比可从4:1到5:1。中制备得到，在室温下由匀化器(PowrerGen 700)以1000rpm运作3到4分钟乳化0.4g的ChLC KLC19(EM Industries，Hawthorne，NY)和0.27g的NeoRez R967(从NeoResins，MA得到)而制备得到乳胶。乳化ChLC形成直径约3到25μm的小滴。在乳胶层在室温下干燥1小时之后，小滴形状呈现为扁平的。此小滴形状减少了光散射并提高了显示亮度。第二导电电极是高度透明的导电聚合物蜡质防水皮层(conductive polymer Dipcoat)，其可从Agfa得到。薄层导电聚合物通过在遮罩上方用喷雾而沉积并在室温下固化。遮罩被图案化以提供互相间隔1mm的5mm宽、15cm长的带，以形成无源矩阵显示器的行电极。为了保护显示器，使用刮墨刀将5到10微米的透明涂层沉积在第二导电电极上。此外，使用由聚氨脂分散体(例如WITCOBOND W232或NeoRezR967)制得的清晰涂层由于折射率匹配而导致透射增加。

包括从浇铸层到透明涂层的所有层的显示膜被从释放衬垫提离。提离显示器的厚度约为30微米。提离显示膜在通过施加恰当电压到列和行电极而被电定址后是完全可操作的。双稳态胆甾型材料可通过施加135伏特而被定址到平面(黄色反射)，或通过施加105伏特而被定址到焦锥(非反射结构)。用于获得平面结构和焦锥状态的恰当电压取决于显示器各层的成分和厚度。适当的这些电压可由所述领域的技术人员鉴于本揭示案且基于显示层的特定特征来选择。被定址到平面结构和焦点结构的像素保留在其各自的状态下，即使当膜被弯曲、扭转、折叠，和甚至被拉伸。显示膜具有12:1的对比度和28％的亮度。显示膜非常结实且适合层压在衬底上而无损坏。在此具体实例中，需要衬底为不透明的且优选为黑色，使得焦锥状态呈黑色且反射平面状态呈亮黄色，且与黑色成高度对比。

实例2

可操作的16×16像素无源矩阵、提离胆甾型显示膜通过以下步骤制成：首先将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。除了绝缘层由聚氨脂分散体NeoRez R967制成之外，各层的序列与实例1中相同。

实例3

可操作的16×16像素无源矩阵、提离胆甾型显示膜通过以下步骤制成：首先将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。除了浇铸层由聚氨脂分散体NeoRez R967制成，且其在第一导电电极与胶囊化液晶层之间不具有绝缘层之外，所述层的序列与实例1中相同。

实例4

以下是制备具有粘合层和浇铸层的提离显示膜的堆叠材料层的实例。可操作的4×1像素无源矩阵胆甾型显示提离膜通过以下步骤制成：首先将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离而形成提离膜用于随后层压在织物衬底上。释放衬垫与实例1中相同。浇铸层是层压有压敏粘合层的12.5微米的聚碳酸脂塑料薄片。除了浇铸层和粘合层外，所述层的序列类似于实例1中的顺序。在涂覆并干燥各层之后，从粘合层到清晰保护涂层的显示膜被从释放衬垫提离并层压在黑色软布上。在转移到最终衬底之后，显示器为完全可操作的。双稳态胆甾型材料可通过施加110伏特而被定址到平面(黄色反射)，或通过施加55伏特而被定址到焦锥。显示膜具有12:1的对比度和30％的亮度。

实例5

以下是制备具有粘合层和浇铸层的提离显示器的堆叠材料层的实例。除了释放衬垫是具有剥离粘合透明层(其充当浇铸层)的纸片(Avery层压薄片73602)之外，所述显示器具有与实例1中相同的层序列。为了为反射式显示器建立黑色背景，黑色涂料(KRYLON)通过喷射而被涂覆在浇铸层上且在室温下干燥。如下制备2×2像素显示器。首先，沉积一层导电聚合物(ELP3040)(其中Meyer杆在黑色涂料上)且在80℃下固化15分钟。接着，胶囊化液晶层和第二导电电极以与实例1中所述的方式相同的方式进行沉积。显示器不将清晰涂层作为顶层。显示膜具有18:1的对比度和34％的亮度。驱动电压为95V以用于获得平面状态且为60V以用于获得焦锥状态。

实例6

具有两个电有源层的可操作的1×7像素无源矩阵胆甾型显示器通过以下步骤制成：将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫上提离以随后层压在衬底上。除了第二导电电极不被图案化且其在提供固体电极的遮罩上方沉积之外，带有浇铸层、图案化导电聚合物层、胶囊化ChLC层的释放衬垫和第二导电电极与实例1中相同。没有清晰涂层沉积在第二透明电极上。取而代之的是使用刮墨刀沉积由明胶水溶液(HiPure明胶，Norland Products)涂覆而成的薄隔离层。使用刮墨刀将水基明胶涂覆在隔离层上而得到聚氨脂粘结剂(NeoRes R967)中的第二黄色胶囊化ChLC层。第二胶囊化ChLC层的厚度接近8到10μm。使用喷雾将由导电聚合物蜡质防水皮层制成的第三导电透明电极沉积在遮罩上方，并在室温下固化。遮罩提供无源矩阵显示器的图案化电极。最后，如实例1中的顶部清晰涂层被涂覆在第三导电电极上。每一胶囊化ChLC层可被独立定址。

实例7

具有两个电有源层的可操作的1×7像素无源矩阵胆甾型显示器通过以下步骤制成：将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。除了在第二导电电极与第二ChLC层之间没有隔离层之外，所述层的序列与实例6中的相同。第一ChLC层的色彩为红色，且第二ChLC层的色彩为绿色。在此实例中，第二ChLC层由两个子层组成。第一子层是隔离层，且通过使用刮墨刀将绿色微囊化ChLC的含水乳胶涂覆在第二导电电极上而得到。尺寸在2到20微米范围内的微囊化ChLC小滴具有使用复杂凝聚制程(LCR，M1)由交联明胶和阿拉伯胶制成的单个壳。此子层的目的是两重性的。其充当隔离层以防止红色和绿色ChLC混合，且为电有源的，从而改进小滴填充因数并增加显示亮度。第二子层是绿色胶囊化ChLC的主要电光层，且由含水明胶沉积而成，如实例6。

实例8

具有两个电有源层的可操作的16×16像素无源矩阵胆甾型显示器通过以下步骤制成：将各种显示元件涂覆和印刷在释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。除了第一和第三导电电极被图案化以形成行和列(如实例1)之外，所述层的序列与实例7中相同。

实例9

具有电有源层的可操作的1×7像素无源矩阵胆甾型显示器通过以下步骤制成：将各种显示元件涂覆和印刷于释放衬垫上以形成显示膜，接着将膜从衬垫提离以随后层压在衬底上。除了浇铸层在释放层上由0.5密耳具有光压敏粘合剂(PSA)层的透明PET膜(来自Grafix Plastic，Cleveland，OH)制成之外，材料层的序列与实例3中相同。包括从具有PSA层的浇铸层到透明涂层的所有层的显示膜被从释放衬垫提离并层压在织物衬底上。所述显示膜具有32％的亮度。驱动电压在平面状态下为110V且在焦锥状态下为55V。

实例10

除了浇铸层由1密耳LB级清晰醋酸纤维膜(来自Grafix Plastic，Cleveland，OH)制成之外，所述材料层的序列与实例9中相同。所述显示膜具有31％的亮度。驱动电压在平面状态下为120V且在焦锥状态下为60V。

根据前述揭示，本发明的多种修改和变化对于所述领域的技术人员将显而易见。因此，应了解，在所附权利要求书的范畴内，除了已明确显示和描述的方式之外可以其他方式实行本发明。

Claims (55)

1.一种包含复数个堆叠的层的显示膜，所述堆叠的层在释放表面上制备、固化并从所述释放表面提离且接着被转移到衬底上，其中所述复数个堆叠的层包含至少一液晶层和所述液晶层附近的至少一导电层。

2.根据权利要求1所述的显示膜，其包含施加在所述释放表面上或其附近的浇铸层，其中在所述释放表面上制备所述显示器的其他所述层，所述浇铸层选自于由预备层、至少一所述导电层、粘合层、平坦化层、至少一所述液晶层、隔离层和其组合组成的群组。

3.根据权利要求1所述的显示膜，其中所述复数个堆叠的层以一序列堆叠，包含：浇铸层、第一所述导电层、所述液晶层和第二所述导电层。

4.根据权利要求3所述的显示膜，其中所述第一和第二导电层中的至少一者包含由导电聚合物或碳纳米管材料形成的透明电导体。

5.根据权利要求3所述的显示膜，其包含位于所述第一导电层与所述液晶层之间的电绝缘层。

6.根据权利要求3所述的显示膜，其包含位于所述液晶层与所述第二导电层之间的电绝缘层。

7.根据权利要求1所述的显示膜，其中所述液晶层包含聚合物矩阵中的液晶分散体。

8.根据权利要求3所述的显示膜，其中所述液晶层包含聚合物矩阵中的液晶分散体。

9.根据权利要求7所述的显示膜，其中所述分散体是乳胶和微囊化液晶材料中的至少一者。

10.根据权利要求1所述的显示膜，其中所述液晶包含胆甾型液晶，其表现为平面结构和焦锥结构，所述结构在不存在电场的情况下是稳定的。

11.根据权利要求3所述的显示膜，其中所述液晶层包含胆甾型液晶，其展现平面结构和焦锥结构，所述结构在不存在电场的情况下是稳定的。

12.根据权利要求3所述的显示膜，其包含位于所述浇铸层与所述液晶层之间的光学层，所述光学层经调适以与相邻的所述层的折射率相匹配。

13.根据权利要求3所述的显示膜，其包含位于所述浇铸层与所述液晶层之间的光吸收层。

14.根据权利要求3所述的显示膜，其中所述浇铸层吸收光。

15.根据权利要求3所述的显示膜，其包含位于所述第二导电层上方的保护层，所述保护层为所述转移显示膜提供强度。

16.一种包含根据权利要求15所述的显示膜的液晶显示器，其中所述保护层在光学上是清晰的，所述液晶显示器进一步包含在所述浇铸层附近附着到所述显示膜的所述衬底。

17.一种包含根据权利要求15所述的显示膜的液晶显示器，其中所述保护层在光学上是不透明的，所述液晶显示器进一步包含在所述保护层附近附着到所述显示膜的所述衬底。

18.根据权利要求1所述的显示膜，其包含经调适以具有粘合特性，同时使所述显示膜能从所述释放表面提离的外粘合层。

19.根据权利要求1所述的显示膜，其中所述至少一所述液晶层包含反射可见或红外电磁辐射的至少一胆甾型液晶分散体层。

20.根据权利要求19所述的显示膜，其中每一所述液晶分散体层反射不同波长的电磁辐射。

21.根据权利要求19所述的显示膜，其中所述至少一所述导电层包含位于相邻的所述分散体层之间的透明电导体。

22.根据权利要求19所述的显示膜，其中一个所述分散体层包含左顺捻和右顺捻胆甾型材料，其被分离以防止混合。

23.根据权利要求22所述的显示膜，其中所述一个分散体层包含包括所述左顺捻胆甾型材料的一个子层和包括所述右顺捻胆甾型材料的另一子层。

24.根据权利要求19所述的显示膜，其中所述至少一所述分散体层包含反射红光的所述分散体层、反射蓝光的另一所述分散体层和反射绿光的另一所述分散体层。

25.根据权利要求1所述的显示膜，其中所述至少一所述液晶层包含三个整体共面且分离的区域，第一所述区域包含复数个含有胆甾型液晶的小滴，其中所述胆甾型液晶具有能有效反射红光的螺距长度，第二所述区包含复数个含有胆甾型液晶的小滴，其中所述胆甾型液晶具有能有效反射绿光的螺距长度，且第三所述区包含复数个含有胆甾型液晶的小滴，其中所述胆甾型液晶具有能有效反射蓝光的螺距长度。

26.一种液晶显示设备，其包含根据权利要求1所述的显示膜和衬底，以及驱动电子设备，所述驱动电子设备能通过在所述导电层之间施加电场而电定址所述液晶层以有效地从所述显示膜中产生图像。

27.根据权利要求26所述的液晶显示设备，其中所述衬底是太阳能电池板以有效提供自供电显示器。

28.根据权利要求26所述的液晶显示设备，其中所述衬底包含光电层和导电层，其用于通过将电场施加到所述显示膜的所述至少一所述导电层与所述导电层之间的所述液晶层而使所述液晶层被光定址。

29.根据权利要求26所述的液晶显示设备，其中所述衬底包含有源矩阵设备，其有效地施加电压脉冲来独立驱动所述显示膜的所述至少一所述导电层与所述有源矩阵设备之间的所述液晶层的像素。

30.根据权利要求29所述的液晶显示设备，其中所述有源矩阵设备包含薄膜晶体管阵列，每一薄膜晶体管用于施加电压脉冲来实现所述液晶层的像素的所述独立驱动。

31.一种液晶显示设备，其包含根据权利要求1所述的显示膜和衬底、以及用于电定址所述导电层之间的所述液晶层以从所述液晶层中产生图像的部件。

32.一种液晶显示设备，其包含根据权利要求1所述的显示膜和衬底，其中所述衬底包含至少一导电层，所述液晶显示设备进一步包含驱动电子设备，其用于电定址所述显示膜的所述至少一导电层与所述衬底的所述至少一导电层之间的所述液晶层以有效地从所述液晶层中产生图像。

33.根据权利要求32所述的液晶显示设备，其中所述显示膜的所述至少一所述导电层和所述衬底的所述至少一所述导电层中的一者含有平行排的行导体，且所述显示膜的所述至少一所述导电层和所述衬底的所述至少一所述导电层中的另一者含有平行排的列导体，所述排的行导体与所述排的列导体正交排列。

34.一种液晶显示设备，其包含根据权利要求3所述的显示膜和衬底，其中所述第一导电层和所述第二导电层中的一者含有平行排的行导体，且所述第一导电层和所述第二导电层中的另一者含有平行排的列导体，所述排的行导体与所述排的列导体正交排列。

35.根据权利要求1所述的显示膜，包含用于将所述复数个堆叠的层粘合到所述衬底的部件。

36.根据权利要求35所述的显示膜，其中所述用于将所述复数个堆叠的层粘合到所述衬底的部件包含一粘合层。

37.根据权利要求35所述的显示膜，其中所述用于将所述复数个堆叠的层粘合到所述衬底的部件包含用于粘结到粘合层的第一层。

38.根据权利要求35所述的显示膜，其包含用于定址所述导电层之间的所述液晶层以有效地从所述显示膜中产生图像的部件。

39.根据权利要求35所述的显示膜，其中所述至少一所述液晶层包含聚合物矩阵中的液晶分散体。

40.根据权利要求35所述的显示膜，其中所述至少一所述液晶层包含胆甾型液晶，其表现为平面结构和焦锥结构，所述结构在不存在电场的情况下是稳定的。

41.一种液晶显示设备，其包含根据权利要求35所述的显示膜和衬底、以及用于电定址所述导电层之间的所述液晶层以有效地从所述显示设备中产生图像的部件。

42.一种包含复数个堆叠的层的显示膜，所述堆叠的层在释放表面上制备、固化并从所述释放表面提离，其中所述复数个堆叠的层包含至少一液晶层和位于所述至少一所述液晶层附近的至少一导电层。

43.根据权利要求42所述的显示膜，，其中所述至少一导电层包含在所述液晶层的第一侧附近的第一导电层和在所述液晶层的第二侧附近的第二导电层。

44.根据权利要求43所述的显示膜，其中所述液晶层包含聚合物矩阵中的所述液晶的分散体。

45.根据权利要求44所述的显示膜，其中所述分散体是乳胶和微囊化液晶材料中的至少一者。

46.根据权利要求44所述的显示膜，其中所述液晶包含胆甾型液晶，其展现平面结构和焦锥结构，所述结构在不存在电场的情况下是稳定的。

47.根据权利要求43所述的显示膜，其包含保护层，所述保护层位于所述第一导电层和所述第二导电层中的至少一者上方且为所述显示膜提供强度。

48.根据权利要求47所述的显示膜，其中所述保护层在光学上是清晰的。

49.根据权利要求47所述的显示膜，其中所述保护层在光学上是不透明的。

50.根据权利要求46所述的显示膜，其包含所述分散体层的堆叠，每一分散体层反射可见或红外电磁辐射。

51.根据权利要求50所述的显示膜，其进一步包含位于相邻的所述分散体层之间的所述导电层中的透明的层。

52.根据权利要求51所述的显示膜，其中所述层堆叠包含反射红光的一个所述分散体层、反射蓝光的另一所述分散体层和反射绿光的另一所述分散体层。

53.根据权利要求46所述的显示膜，其中所述第一导电层和所述第二导电层中的一者包含在所述液晶层的所述第一侧上排列成基本上平行的排的复数个行导电电极，且所述第一导电层和所述第二导电层中的另一者包含在所述液晶层的所述第二侧上排列成基本上平行的排的复数个列导电电极，所述排的行导电电极与所述排的列导电电极基本上彼此垂直定向。

54.根据权利要求53所述的显示膜，其包含至少一附加液晶层。

55.根据权利要求54所述的显示膜，其包含放置在所述附加液晶层的相对侧上的导电电极，由此所述附加的液晶层可独立地电定址。

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