专利名称：用于显示器、照明装置和太阳能电池的具有改善的光学性能和电性能的导电膜或电极的制作方法
用于显示器、照明装置和太阳能电池的具有改善的光学性能和电性能的导电膜或电极
背景技术：
胆留型液晶(ChLC)材料由向列型液晶和手性添加剂组成，向列型液晶和手性添加剂混合在一起，用于自发形成具有明确限定节距的螺旋结构。该节距决定了被材料反射的光的波长，从而决定了材料的颜色。还可以通过改变向列型液晶和手性组分的比率来调整该颜色。通过应用合适的驱动方案，ChLC显示器中的像素可以在其平面反射(彩色的) 状态和其半透明焦锥状态之间转换。图1示出单色ChLC显示器10，包括在如图所示配置中具有以下层的叠堆基板 12 ；电极14 ；ChLC材料16 ；电极18 ；基板20 ；和黑吸收层22。从ChLC材料16的反射沈产生被显示色。全色ChLC显示器可以通过堆叠一组RGB面板来构造，其中各个RGB亚像素在彼此顶部重叠并且反射光谱的不同区域。显示器面板的背部涂覆有宽带吸收层22，其吸收不被前层反射的光。黑色吸收层包含以下示例材料=KRYLON哑光或亮光黑色丙烯酸磁漆喷漆。图2示出了用于ChLC显示器的现有技术电极30。基板38为装置提供支承。现有技术的电极包括由电介质聚合物34的连续层分开的两层透明导电氧化物(TCO)层32和 36。图1中所示的界面反射M和28可在层间(例如在基板和电极的界面处)发生， 并且此类界面反射是不希望有的，因为它们会降低装置性能。在其他类型的反射型和发射型显示器中的反射损失也可能对其性能不利。此外，对于柔性显示器和固态照明装置而言， 标准TCO(例如铟锡氧化物(ITO))的脆性会因造成TCO的开裂及导电性损失，因而导致装置过早出现故障。
发明内容
符合本发明的导电膜或电极包括基板和由透明的或半透明的中间层分开的两个透明的或半透明的导电层。中间层有助于降低发生在组装了该电极的装置中的有害界面反射，其包括位于两个导电层之间的导电通道。中间层还提高了导电层在弯折和弯曲条件下的耐久性。中间层和导电层间导电通道的使用为更薄的各导电层创造了条件。更薄的各导电层比相同组合导电层厚度的单个导电层更具柔韧性。弯折单个厚导电层可能会引起开裂，而在同样条件下两个更薄导电层可经受弯折而无损。两个导电层间导电通道还产生了冗余的电通道，使得一个导电层中的开裂不会导致导电性的完全损失。在单个厚导电层中， 开裂可能导致开路和过早的装置故障。中间层可被选择成使导电膜的整体柔韧性得到优化。
附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式
阐明本发明的优点和原理。在这些附图中，
图1是单色ChLC显示器构造的透视图；图2是用于ChLC显示器的现有技术电极的示意图；图3是具有带导电通道的中间层的装置电极的示意图；图4是具有居间导电层的装置电极的示意图；图5是具有中间层的装置电极的示意图，其中中间层含有分散在粘结剂中的导电粒子；图6是具有多个中间层和一个导电层以与显示介质接触的装置电极的示意图；图7是具有多个中间层和一个绝缘层以与显示介质接触的装置电极的示意图；图8是说明发光装置的透视图；以及图9是说明太阳能电池的透视图。
具体实施例方式本发明的实施例涉及具有改善的电性质和光学性质的装置基板电极。该电极可用于任何显示器，在这些显示器中，(例如)层之间产生的反射对装置性能有害。该电极还可与诸如ChLC材料或电致变色材料等多种类型显示材料一起使用。术语“显示材料”是指显示装置中的电极活化的任何类型的材料。可装有电极的其他显示装置包括液晶显示装置、 电泳装置、无机电致发光装置、聚合物分散液晶装置和有机发光二极管(OLED)装置。该电极还可用于如(举例来说)被动式窗(passive window)、智能窗、太阳能电池、固态照明装置和光电装置等非显示装置。本发明的其他实施例包括不用作显示装置电极的导电膜。此导电膜可以用于这样的膜应用，其中传导性提供红外反射。这样的膜应用的例子包括如下窗；照明装置；建筑； 汽车；器具和科学仪器。该导电膜还可以用于这样的照明装置和投影仪，其中能透过可见光并且通过该膜能反射红外热。该电极或导电膜包括两个或更多个具有特定折射率的导电层以及具有不同折射率和带有导电通道的居间导电层或绝缘层。该导电层和中间层各自均为透明的或半透明的。当这些基板组装到ChLC显示器内时，调整电极叠堆内的各个层的厚度和各个层的光学折射率，以最小化有害的菲涅耳反射。在一个优选的实施例中，该导电层是对称的，这意味着它们具有同样的厚度。在其他实施例中，该导电层可以具有不同的厚度。该电极构造显著提高黑色电平、颜色饱和度，从而增强该显示器的对比度。此外， 该中间层允许电极的导电层之间的电接触。因此，多层电极的导电率高于在该叠堆内的单个导电层的导电率。因为显示器的尺寸可受到该电极的薄层电阻的限制，所以多层电极允许制造较大的显示器面板。与具有单层电极的装置相比，使用多层电极制造的显示器呈现出显著改善的电性能和光学性能。与常规基于向列型液晶(NLC)的显示器不同，ChLC显示器不需要偏振器或者滤色器，这使得装置构造更简单，成本可能更低。在全色NLC显示器中，红绿蓝(RGB)亚像素是并列排列的。因此，各个RGB原色中的每个只占可视区的三分之一。另一方面，每个ChLC RGB亚像素反射单一原色的同时透过其他两种原色。ChLC显示器中的每个亚像素包含置于两个导电基板之间的ChLC材料。亚像素可以使用光学粘合剂粘合在一起。或者，导体可以在每个基板的两侧涂覆或图案化，这样除去了光学粘合剂层。可以包括红色和黄色滤光器，以提高颜色饱和度并且最小化颜色随视角的变化。每个堆叠像素的观察颜色由来自每个亚像素反射的总数确定。通过RGB原色来利用整个可视区，从而使亮度显著提高。在其开启(反射)状态时，像素反射的光包括ChLC平面反射和在各个界面上由于折射率失配而引起的有害菲涅耳反射，用反射对和观表示(参见图1)。菲涅耳反射通常是宽带的，从而会降低显示器的颜色饱和度。在其关闭状态时，像素反射的光包括来自半透明焦锥状态的散射和界面菲涅耳反射。这些反射降低显示器的黑色电平，从而降低对比度。菲涅耳反射的大小取决于在交界部折射率的比率。垂直入射时，它是通过下列公式确定的
权利要求
1.一种显示装置，包括按以下顺序布置的层 第一基板；第一电极； 显示材料； 第二电极；以及第二基板，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括 透明的或半透明的第一导电层； 透明的或半透明的第二导电层；以及位于所述第一导电层与所述第二导电层之间的透明的或半透明的中间层， 其中所述中间层包括所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电通道。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导电层和所述第二导电层各自包含透明的或半透明的导电氧化物。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述中间层包含电介质聚合物材料或无机电介质材料。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述中间层包括折射率不同于所述第一导电层和所述第二导电层的折射率的导电层。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述导电通道包括延伸穿过所述第一导电层与所述第二导电层之间的孔的导电连接件。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述中间层包含粘结剂，并且其中所述导电通道包含悬浮在所述粘结剂中并在所述第一导电层与所述第二导电层之间延伸的导电粒子。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括位于所述第一导电层与所述显示材料之间的绝缘层。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导电层的厚度与所述第二导电层的厚度相同。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一基板和所述第二基板中的至少一个包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一基板和所述第二基板中的至少一个包括阻挡层。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示材料包括OLED材料。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示材料包括IEL材料。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示材料包括电泳材料。
14.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示材料包括聚合物分散液晶材料。
15.一种固态照明元件，包括按以下顺序布置的层 第一基板；第一电极； 发光材料； 第二电极；以及第二基板，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括 透明的或半透明的第一导电层； 透明的或半透明的第二导电层；以及位于所述第一导电层与所述第二导电层之间的透明的或半透明的中间层， 其中所述中间层包括所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电通道。
16.根据权利要求15所述的固态照明元件，其中所述发光材料包括OLED材料。
17.根据权利要求15所述的固态照明元件，其中所述发光材料包括IEL材料。
18.—种太阳能电池，包括按以下顺序布置的层 第一基板；第一电极；用于将光能转换为电能的活性物质； 第二电极；以及第二基板，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括 透明的或半透明的第一导电层； 透明的或半透明的第二导电层；以及位于所述第一导电层与所述第二导电层之间的透明的或半透明的中间层， 其中所述中间层包括所述第一导电层与所述第二导电层之间的导电通道。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中所述活性物质包括有机光伏材料。
20.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中所述第一基板和所述第二基板中的至少一个包含阻膜。
全文摘要
本发明公开了一种导电膜或装置多层电极，所述导电膜或装置多层电极包括基板和由透明的或半透明的中间层分开的两个透明的或半透明的导电层。所述中间层包括位于所述第一导电层和所述第二导电层之间的导电通道，以有助于降低发生在装有所述导电膜或电极的装置中的特定层之间的界面反射。
文档编号G02F1/1343GK102576168SQ201080036414
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月9日 优先权日2009年8月13日
发明者弗雷德·B·麦考密克, 莱斯莉·A·克莱利奇, 谢尔盖·A·拉曼斯基, 马诺耶·尼马尔 申请人:3M创新有限公司