專利名稱：：圖像顯示裝置的制作方法圖像顯示裝置發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種光電開(kāi)關(guān)，其能夠基于相應(yīng)外加電壓而在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換，該光電開(kāi)關(guān)包括散射層。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種圖像顯示裝置，其包括這種光電開(kāi)關(guān)；以及多組電極，其借分在透光狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換。
背景技術(shù)：
：能夠在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換的散射層(對(duì)于光束來(lái)說(shuō))可用于各種應(yīng)用。例如，可將其應(yīng)用于交替地隱藏和顯示定位在該散射層后面的物體，或者可將其應(yīng)用于保密性保護(hù)。廣告和標(biāo)志是其他類型的應(yīng)用。通常，使整個(gè)散射層在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換?？蛇x擇的是，使散射層的預(yù)定的可選為不規(guī)則形狀的部分在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換，所述散射層的預(yù)定的可選為不規(guī)則形狀的部分與位于散射層的相反位置的同樣不規(guī)則形狀的電極相對(duì)應(yīng)。換句話說(shuō)，電極的形狀與將要被顯示的信息相對(duì)應(yīng)(參見(jiàn)圖5A)。很明顯，顯示其他信息需要電極形狀的適配。以具有無(wú)源矩陣尋址方案的這種散射層為基礎(chǔ)的圖像顯示裝置是很罕見(jiàn)的。原因在于，與散射層的相鄰條帶所對(duì)應(yīng)的行的最大數(shù)量是非常有限的，所述散射層的相鄰條帶能夠以一定對(duì)比度在預(yù)定的一段時(shí)間內(nèi)，甚至是在同時(shí)地進(jìn)行獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)。這意味著多路復(fù)用比率較低。在無(wú)源矩陣尋址中，根據(jù)Alt&Pleshko(參見(jiàn)Alt,P.M.和P.Pleshko.在1974年的《IEEETrans.Electron.Devices.》ED-21:146-155),由方程式l來(lái)確定能夠以一定對(duì)比度來(lái)驅(qū)動(dòng)的行的最大數(shù)量(Nmax):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中Vth是閾值電壓，超過(guò)該閾值電壓時(shí)，反射的量發(fā)生很大變化，而AV是Vsat和Vth之差除以2，Vsat是一電壓，超過(guò)該電壓時(shí)，反射基本上不再發(fā)生變化。為了確定特定散射層的Vth和AV的值，必須測(cè)量漫射光照明的反射，其作為該特定散射層上的外加電壓的函數(shù)。圖l示出對(duì)通常的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射。從圖l可以確定下列值Vth=2V,△V=29V。利用方程式l可以計(jì)算出，對(duì)于這一通常的散射層來(lái)說(shuō)，能夠用無(wú)源矩陣尋址來(lái)驅(qū)動(dòng)的行的最大數(shù)量(Nmax，即多路復(fù)用比率)=1。在該例子中的散射層基于從Chelix(—個(gè)美國(guó)公司)購(gòu)得的并且在例如美國(guó)專利US6897936中指定的材料。對(duì)可選擇的可切換的散射層進(jìn)行多次測(cè)量，產(chǎn)生類似的反射-電壓曲線，即代表作為電壓的函數(shù)的反射。很明顯，假定采用現(xiàn)有散射層的光電性質(zhì)，那么具有相對(duì)較高的多路復(fù)用比率的無(wú)源矩陣尋址在沒(méi)有特殊測(cè)量的情況下是不可能的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供在首段中描述的那種類型的光電開(kāi)關(guān)和圖像顯示裝置，其具有相對(duì)較高的多路復(fù)用比率。相對(duì)較高的多路復(fù)用比率意味著可以借助于多路復(fù)用來(lái)對(duì)該光電開(kāi)關(guān)的至少八個(gè)部分獨(dú)立地進(jìn)^f亍尋址。本發(fā)明的該目的的實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)檫@種光電開(kāi)關(guān)包括散射層，其包括液晶-聚合物復(fù)合材料；以及反射層，其用于將一部分散射光向后朝該散射層反射。通過(guò)使可切換的散射層增加一個(gè)反射層，大大增大了多路復(fù)用比率。圖2示出了對(duì)其上增加一個(gè)反射層的圖l的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射，即反射-電壓曲線。從圖2可以確定Vt^52V,AV=4V。利用方程式l可以計(jì)算出，對(duì)于散射層和反射層的這種組合來(lái)說(shuō)，能夠用無(wú)源矩陣尋址來(lái)驅(qū)動(dòng)的行的最大數(shù)量(Nmax)=183。通過(guò)施加電場(chǎng)可以使該光電開(kāi)關(guān)在透光和散射之間切換，或者反之向從散射切換為透光。光電開(kāi)關(guān)的散射輪廓由向前和向后散射之間的比率以及向前散射光的空氣分布和它們的空間分布給出，其使得在與反射層結(jié)合的情況下，向后散射光的量在有限的電壓范圍內(nèi)飽和。散射意味著在隨機(jī)方向上引導(dǎo)光。散射也包括漫反射。漫反射的作用在于沿著向后的方向來(lái)引導(dǎo)一部分環(huán)境光，所述沿著向后的方向即沿著包括根據(jù)本發(fā)明的光電開(kāi)關(guān)的圖像顯示裝置的觀察者的方向。優(yōu)選的是，散射層和反射層之間的距離盡可能得小。散射層和反射層可以直接相鄰，兩層中間沒(méi)有任何其它層。可選擇的是，將多個(gè)電極之一置于這兩個(gè)層中間，所述電極用于在散射層兩端施加電壓以控制光的散射量。優(yōu)選的是，涂敷反射率匹配流體，即膠，以實(shí)現(xiàn)反射層和散射層之間的光學(xué)接觸。反射層的附加優(yōu)點(diǎn)在于能夠減小有效驅(qū)動(dòng)電壓。結(jié)果在于也降低了功耗。為了實(shí)現(xiàn)足夠陡峭從而允許多路復(fù)用的反射-電壓曲線，聚合物-液晶復(fù)合材料中的聚合物含量是有影響的。此外，該聚合物含量?jī)?yōu)選在0.5和1Owt%之間選擇，但優(yōu)選在1和6wt%之間，更優(yōu)選在2和4wt%之間。通常，商業(yè)可得到的散射層中聚合物的濃度比液晶的濃度大得多。特別是，在可切換的散射層中，聚合物的濃度比液晶的濃度通常大20%。其原因在于聚合物網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械性能是有關(guān)聯(lián)的。在聚合物濃度相對(duì)于液晶濃度比較低的散射層的不同光學(xué)狀態(tài)之間頻繁地切換，可能導(dǎo)致對(duì)聚合物網(wǎng)絡(luò)的^C壞。這意味著由下面幾方面來(lái)確定對(duì)散射層中聚合物網(wǎng)絡(luò)的特定濃度的選擇機(jī)械方面，因?yàn)樵摼酆衔锞W(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)是相對(duì)持久和穩(wěn)定的；以及光電方面，因?yàn)樵擄@示設(shè)備的多路復(fù)用比率應(yīng)當(dāng)相對(duì)4支高。液晶可以是向列型的或者通過(guò)對(duì)向列型液晶增加手征摻雜劑而可以是手征向列型的。優(yōu)選的是，通過(guò)先前添加到液晶的單體的聚合來(lái)獲得聚合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，由(UV)光使該單體聚合和/或交叉結(jié)合。在更為優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)液晶對(duì)準(zhǔn)時(shí)發(fā)生聚合和/或交叉結(jié)合。在聚合過(guò)程中施加的外場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)液晶的對(duì)準(zhǔn)?？蛇x擇的是，液晶的對(duì)準(zhǔn)由對(duì)準(zhǔn)引導(dǎo)表面而引起，所述對(duì)準(zhǔn)引導(dǎo)表面如已摩擦的聚酰亞胺、表面活性劑、含有聚酰亞胺的表面活性劑或以斜角蒸發(fā)的SiO2。反射層的存在是重要的。該反射層可以是蒸發(fā)的鋁、銀或電介質(zhì)疊層。可選擇的是，該反射層是半透光反射鏡。在根據(jù)本發(fā)明的光電開(kāi)關(guān)的實(shí)施例中，該反射層是偏振器。反射偏振器可以是周期性使雙折射和非雙折射層交替的疊層，所述疊層對(duì)于第一偏振方向能夠發(fā)生布拉格反射，并為其正交偏振方向即第二偏振方向提供透射?；谶@一原理的反射偏振器的例子是由3M公司提供的名叫VikuityTMDualBrightnessEnhancementFilms(DBEF)的偏4展月莫。制造反射偏振器的另一種方法基于膽甾型液晶膜，如在US5506704,US5793456,US5948831,US6193937中以及在D.JBroer,J丄ub，G.N.Mol在Nature378(6556),467-9(1995)的"Wide-bandreflectivepolarizersfromcholestericpolymernetworkswithapitchgradient"中所描述的。與四分之一波長(zhǎng)的薄膜結(jié)合，該薄膜提供與DBEF相同的光學(xué)功能?？蛇x擇的是，該反射偏振器基于所謂的線柵原理，其中將周期小于光波長(zhǎng)的金屬的窄周期線涂敷在玻璃或塑料襯底上?？蛇x擇的是，該反射層是散射偏振器，其設(shè)置為反射具有特定偏振方向的部分散射光束。散射偏振器是對(duì)于相應(yīng)偏振方向具有不同特性的材料。該散射偏振器對(duì)于具有第一偏振方向的光基本上是透明的，并設(shè)置為散射具有第二偏振方向的光，該第二偏振方向與第一偏振方向正交。散射偏振器的例子記載在HenriJagt的博士論文"Polymericpolarizationopticsforenergyefficientliquidcrystaldisplayillumination，'(2001)第2章中，并且記載在專利申請(qǐng)WO01/90637中。例如PEN或PET的已知聚合物混合，隨后將該混合物擠到箔上，并將該箔拉伸來(lái)制造該散射偏振器。拉伸提供了單軸取向，使其對(duì)于第一偏振方向是透明的而對(duì)于正交的偏振方向是散射的。在根據(jù)本發(fā)明的光電開(kāi)關(guān)的實(shí)施例中，該散射層包括具有預(yù)定顏色的染料。優(yōu)選的是，向散射層的液晶材料添加二向色的染料。該染料的顏色在散射狀態(tài)中增強(qiáng)并在非散射狀態(tài)中在很大程度上基本隱藏起來(lái)。意味著改變了該光電開(kāi)關(guān)的美觀性。優(yōu)選的是，電極包括氧化銦錫UTO),但在有些情況下也可以是氧化銦鋅(IZO)或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也已知的作為透明電極的有機(jī)導(dǎo)電材料。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置可以是反射型顯示裝置，其中所述光對(duì)應(yīng)于環(huán)境光。該散射層設(shè)置為將落在該散射層上的一部分環(huán)境光散射。環(huán)境光意味著源于任何光源的光，其不屬于該顯示裝置。光源可以是該顯示裝置所處的房間中的燈。環(huán)境光也可以是穿過(guò)該顯示裝置所處的房間的窗戶的日光?？蛇x擇的是，根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置是透反射型顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的這一實(shí)施例進(jìn)一步包括背光燈，所述背光燈用于產(chǎn)生光。散射層設(shè)置為散射由該背光燈所產(chǎn)生并落在該散射層上的一部分光。該反射層可以包括用于透射光束的孔，所述光束由該背光燈產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的光電開(kāi)關(guān)以及圖像顯示裝置的這些和其他方面將從下文中描述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例并且參照附圖而變得顯而易見(jiàn)，并且將關(guān)于所述實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例和參考附圖來(lái)進(jìn)行解釋，在附圖中圖l示出對(duì)沒(méi)有附著反射層的通常散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射；圖2示出對(duì)附著反射層的圖1的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射；圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的反射型圖像顯示裝置；圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的透反射型圖像顯示裝置；圖5A示意性地示出電極的配置，其中這些電極具有彼此不同的形狀；圖5B示意性地示出替換的電極的配置，其中這些電極是導(dǎo)電材料條帶；圖6A示出對(duì)附著和不附著反射層的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射，其中聚合物的濃度是14%;圖6B示出對(duì)附著和不附著反射層的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射，其中聚合物的濃度是10%;圖6C示出對(duì)附著和不附著反射層的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射，其中聚合物的濃度是6%;圖7示出對(duì)圖6A-6C的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射，所有散射層上都附著有反射層；圖8A示意性地示出將產(chǎn)生的所希望的圖案；圖8B示意性地示出能夠施加于電極以產(chǎn)生如圖8A中所繪的所希望的圖案的電壓；圖9示出由顯微鏡獲得的散射層的圖像；圖10示意性地示出基于液晶聚合物復(fù)合材料來(lái)制造散射層的過(guò)程的例子；圖11示意性地示出基于液晶聚合物復(fù)合材料的散射層的散射狀態(tài)和透光狀態(tài)的例子；以及圖12A和圖12B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的實(shí)施例在車輛中的應(yīng)用。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示類似的部件。光電開(kāi)關(guān)的修改及其變化可對(duì)應(yīng)于所描述的圖像顯示裝置的修改及其變化。具體實(shí)施方式圖1示出對(duì)沒(méi)有附著反射層的通常散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射。在測(cè)量過(guò)程中，將散射層放在密閉箱中，其防止環(huán)境光進(jìn)入。在箱中放置光源，從而用漫射的白光來(lái)照射該散射層，并且放置照射光檢測(cè)器，所述光檢測(cè)器用于檢測(cè)由該散射層反射的反射光的量。在散射層的相反側(cè)放置基本上透明的電極，借助于這些透明電極將一定范圍的電壓施加于該散射層，同時(shí)使所產(chǎn)生的白光的量保持恒定。獲得多個(gè)樣品，即針對(duì)不同電壓而測(cè)量反射光的量。圖1的y軸對(duì)應(yīng)于計(jì)算得到的反射光的量，即產(chǎn)生的光和反射的光的量之比。圖l的x軸對(duì)應(yīng)于外加電壓。圖1的反射-電壓曲線表明當(dāng)外加電壓從3伏增大到60伏時(shí)，反射的量從大約14%逐漸減小到大約3%。反射的最大量與反射的最小量之差相對(duì)較小，即大約為11%。但是，反射的量在相對(duì)較大的電壓范圍內(nèi)逐漸改變而不是具有陡峭的階躍，這是更為嚴(yán)重的問(wèn)題。這使得特定散射層很難在圖像顯示裝置中應(yīng)用，甚至不適合在圖像顯示裝置中應(yīng)用，其中，根據(jù)本發(fā)明，光調(diào)制基于無(wú)源矩陣尋址，除非散射層與反射層結(jié)合。圖2示出對(duì)附著反射層的圖1的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射。圖2的反射-電壓曲線表明對(duì)于從O伏到52伏的大的電壓范圍，反射的量基本上是恒定的。然后，反射的量在相對(duì)較小的電壓范圍內(nèi)顯著下降。反射的最大量與反射的最小量之差相對(duì)較大，即大約35%。這兩方面，即反射的量在相對(duì)較小的電壓范圍內(nèi)改變相對(duì)較大的事實(shí)以及反射的最大量與反射的最小量之差相對(duì)較大的事實(shí)，使得特定散射層與反射層的結(jié)合適合于在圖像顯示裝置中應(yīng)用，其中光調(diào)制基于無(wú)源矩陣尋址。圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的反射型圖像顯示裝置300。圖像顯示裝置300包括包括液晶的散射層302,其對(duì)于光束332可在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換；多組電極314-322，其借助于各組電極的無(wú)源矩陣尋址使散射層302的相應(yīng)部分324-330在透光狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換；反射層306,其用于使散射光束334的一部分336向后朝散射層302反射；一組蓋板310-312。至少一個(gè)蓋板310是透光的。優(yōu)選的是，至少一個(gè)蓋板310由玻璃制成；以及驅(qū)動(dòng)部件，其用于向多組電極314-322提供適當(dāng)?shù)碾妷骸７瓷湫蛨D像顯示裝置300被設(shè)置為借助于對(duì)落在散射層302上的環(huán)境光332的調(diào)制來(lái)產(chǎn)生圖像。通過(guò)對(duì)散射層302的不同的可獨(dú)立控制的部分324-330兩端的電壓進(jìn)行調(diào)制，形成對(duì)應(yīng)的或多或少的散射的圖案，即漫反射。這些圖案造成環(huán)境光332的反射部分的調(diào)制，所述環(huán)境光由環(huán)境光源308而產(chǎn)生。通常，環(huán)境光源308不屬于反射型圖像顯示裝置300。優(yōu)選的是，電極包括氧化銦錫(ITO),但有些情況下也可以是氧化銦鋅(IZO)或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也已知的作為透明電極的有機(jī)導(dǎo)電材料。優(yōu)選的是，電極314-332構(gòu)成為兩組透光導(dǎo)電材料條帶，其布置于散射層的相反側(cè)。參見(jiàn)圖5B。優(yōu)選的是，第一組的電極314與第二組的電極316-322基本上正交地定向。第一組電極的電極314延伸分布在散射層302的相應(yīng)列上，而第二組電極的電極316-322延伸分布在散射層302的相應(yīng)行上。通過(guò)在各對(duì)電極之間適當(dāng)?shù)厥┘与妷海恳粚?duì)都包括第一組電極的選定電極314和第二組電極的選定電極316，可以對(duì)散射層302的不同部分324-330進(jìn)行尋址，即可以對(duì)局部量的散射進(jìn)行調(diào)制。圖像顯示驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將這種類型的調(diào)制稱為無(wú)源矩陣尋址。在圖3中，描繪出了光束的通常的路徑。由環(huán)境光源308產(chǎn)生的光束進(jìn)入散射層302。該光束在散射層302中發(fā)生散射，其中散射的量取決于該散射層的兩個(gè)相反側(cè)的電極314-320之間的局部電勢(shì)差。一部分散射光束334被反射層306反射，而在額外的散射之后，將光束336引導(dǎo)到觀察者304。散射層302包括液晶，聚合物網(wǎng)絡(luò)使所述液晶穩(wěn)定，其中該聚合物網(wǎng)絡(luò)的濃度約為2%。在例如美國(guó)專利US6897936中公開(kāi)了怎樣制造這種散射層。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的透反射型圖像顯示裝置400。透反射型圖像顯示裝置400的大部分部件與如結(jié)合圖3所描迷的反射型圖像顯示裝置300的部件相同。以下是與其相關(guān)的不同點(diǎn)透反射型圖像顯示裝置400包括其自己的光源404。除了可能落在散射層302上的環(huán)境光之外，也散射由透反射型圖像裝置自己所產(chǎn)生的光，即光束334和最終引導(dǎo)到觀察者304的光束336;蓋板310-312都是透光的?？蛇x擇的是，相對(duì)于光源404的距離最短的蓋板312包括用于透射光源404所產(chǎn)生的光的孔的結(jié)構(gòu)。反射層306包括用于透射光源404產(chǎn)生的光的部件。優(yōu)選的是，這些部件是孔的結(jié)構(gòu)。圖5A示意性地示出電極515-522的配置，其中這些電極515-522具有彼此不同的形狀。在圖5A中，描繪出兩組電極。第一組電極515位于散射層302(未繪出)的第一側(cè)。第二組電極516-522置于散射層302的第二側(cè),即散射層302的相反側(cè)。電極515-522的形狀彼此不同。第二組電^^的不同電才及516-522具有與相應(yīng)字符相對(duì)應(yīng)的形狀。例如，第二組的第一個(gè)電極516具有與字符"T"對(duì)應(yīng)的形狀，笫二組的第二個(gè)電極518具有與字符"e"對(duì)應(yīng)的形狀，第二組的第三個(gè)電極520具有與字符"x"對(duì)應(yīng)的形狀，第二組的第四個(gè)電極522具有與字符"t"對(duì)應(yīng)的形狀。第一組電極的電4及515可以具有與第二組電才及的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。多對(duì)電極中的電極之間的對(duì)準(zhǔn)是很重要的。可選擇的是，第一組電極僅具有單個(gè)元件，即在散射層302的第一側(cè)只有一個(gè)電極。很明顯，借助于如上面結(jié)合圖5A描述的電極配置的顯示裝置可以顯示的不同圖像的數(shù)量是有限的。僅僅能夠顯示由預(yù)定位置處的四個(gè)字符的排列而組成的圖像。圖5B示意性地示出替換的電極配置，其中這些電極是導(dǎo)電材料條帶。第一組電極313-315位于散射層302(未繪出)的笫一側(cè)。第二組電極316-322置于散射層302的第二側(cè)，即散射層302的相反側(cè)。借助于兩組電極并且基于無(wú)源矩陣尋址，能夠產(chǎn)生各種圖案，即能夠顯示許多不同的圖像。圖6A示出對(duì)附著和不附著反射層306的散射層302所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射604和602，所述散射層302基于液晶凝膠。針對(duì)高于60伏的電勢(shì)差來(lái)說(shuō)，對(duì)于散射層302和反射層306的組合的反射量比對(duì)于單個(gè)散射層302的反射量高得多。散射層302是由飛利浦研究所(PhilipsResearch)制成的聚合物L(fēng)C凝膠，其中聚合物的濃度是14%。反射偏振器用作反射層306。圖6B示出對(duì)附著和不附著反射層306的散射層302所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射608和606，所述散射層302基于液晶凝膠。針對(duì)高于46伏的電勢(shì)差來(lái)說(shuō)，對(duì)于散射層302和反射層306的組合的反射的量比對(duì)于單個(gè)散射層302的反射的量高得多。散射層302是由飛利浦研究所制成的聚合物L(fēng)C凝膠，其中聚合物的濃度是10%。反射偏振器用作反射層306。圖6C示出對(duì)附著和不附著反射層306的散射層302所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射604和602,所述散射層302基于液晶凝膠。針對(duì)高于16伏的電勢(shì)差來(lái)說(shuō)，對(duì)于散射層302和反射層306的組合的反射的量比對(duì)于單個(gè)散射層302的反射的量高得多。散射層302是由飛利浦研究所制成的聚合物L(fēng)C凝膠，其中聚合物的濃度是6%。反射偏振器用作反射層306。圖7示出對(duì)圖6A-6C的散射層所測(cè)得的作為電壓的函數(shù)的反射604、608和612,所有散射層都具有附著于各自的散射層上的反射層。下面的表1提供了從圖6A-6C的反射-電壓曲線獲得的多個(gè)參數(shù)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>根據(jù)表1可以很容易地得到通過(guò)利用反射層能夠使散射層的多路復(fù)用比率顯著增大；和反射層結(jié)合的散射層的多路復(fù)用比率與聚合物濃度成反比。濃度越低，該多^各復(fù)用比率就越高；低，該驅(qū)動(dòng)電壓即[Vth,AV]就越低；散射層的厚度(單元間隙)也影響多路復(fù)用比率。如果散射層的厚度增大，那么該多路復(fù)用比率也增大。但是，散射層的厚度對(duì)多路復(fù)用比率的作用與聚合物濃度的作用相比不太強(qiáng)烈。下面的表2列出了從圖1和2的反射-電壓曲線獲得的多路復(fù)用比率。表2聚合物網(wǎng)絡(luò)膽甾型LC=Chelix混合物。2-3°/。不具有反射偏振器1.02-3%具有反射偏振器183圖8A示意性地示出了由根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的實(shí)施例而產(chǎn)生的所希望的圖案。該圖案是在另一個(gè)透光區(qū)域中的"散射"邊界。5行802-810和5列812-820能夠描述該圖案。至少3行和3列應(yīng)當(dāng)被單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)。并且由于圖案的對(duì)稱性，可以并行地驅(qū)動(dòng)一些行/列最后2行/列與最初的2行/列是相同的，而因此可以將并行地驅(qū)動(dòng)它們。圖8B示意性地示出了能夠施加于電極以產(chǎn)生如圖8A中所繪的所希望的圖案的電壓。向?qū)?yīng)于第一列812的第一列電才及施加-60伏電壓，向?qū)?yīng)于第二列814的第二列電極施加20伏電壓，向?qū)?yīng)于第三列816的第三列電極施加-20伏電壓，向?qū)?yīng)于第四列818的第四列電極施加20伏電壓，并且向?qū)?yīng)于第五列820的第五列電極施加-60伏電壓。向?qū)?yīng)于第一行802的第一行電極施加+/-60伏電壓，向?qū)?yīng)于第二行804的第二行電極施加0伏電壓，向?qū)?yīng)于第三行806的第三行電極施加40伏電壓，向?qū)?yīng)于第四行808的第四行電極施加0伏電壓，并且向?qū)?yīng)于第五行810的第五行電極施加+/-60伏電壓。所有電壓都需要按照足夠高的頻率進(jìn)行反相以避免閃爍，從而避免電荷積累。散射材料的光學(xué)作用由均方根電壓(Vrms)來(lái)確定。散射層302的每一部分的實(shí)際均方根電壓都以斜體字表示。優(yōu)選的是，行或列信號(hào)之一以其他信號(hào)的頻率的一半(或兩倍)來(lái)反轉(zhuǎn)。如與普通的2電平(開(kāi)/關(guān))驅(qū)動(dòng)相反，在所描述的驅(qū)動(dòng)方案中，3個(gè)不同的電壓電平用于3個(gè)行信號(hào)，而3個(gè)電壓電平用于3個(gè)列信號(hào)。在圖像顯示裝置中不存在如標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)源矩陣尋址中所使用的"每次一行"的掃描。為了獲得根據(jù)所希望的圖案的均勻散射和透光區(qū)域，優(yōu)選將復(fù)位脈沖插入驅(qū)動(dòng)方案中。該復(fù)位脈沖優(yōu)選施加于整個(gè)散射層302。圖9示出了包含6%聚合物的液晶聚合物復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。圖10示意性地示出制造基于液晶聚合物復(fù)合材料的散射層302的過(guò)程。通過(guò)向預(yù)定量的液晶104-112添加預(yù)定量的單體114-118來(lái)制成散射層302。借助于電場(chǎng)在需要的方向上引導(dǎo)分子。隨后，在預(yù)定的一段時(shí)間內(nèi)由紫外光(hv)來(lái)照射該復(fù)合材料。在紫外光的影響下，單體分子120-124將被結(jié)合126-128到聚合物網(wǎng)絡(luò)?？蛇x擇的是，在預(yù)定的一段時(shí)間內(nèi)，使用相對(duì)較高的溫度進(jìn)行交叉結(jié)合。圖11示意性地示出基于液晶聚合物復(fù)合材料的散射層302的散射狀態(tài)和透光狀態(tài)。在透光狀態(tài)中，液晶與聚合物網(wǎng)絡(luò)的分子對(duì)準(zhǔn)，即分子沿相同方向定向。在透光狀態(tài)中，液晶不與聚合物網(wǎng)絡(luò)的分子對(duì)準(zhǔn)。這意味著聚合物網(wǎng)絡(luò)的分子和液晶的取向彼此不同。通常，液晶的取向是隨機(jī)的。圖12A和12B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的實(shí)施例在車輛中的應(yīng)用。圖12A和12B示出汽車的內(nèi)部，其中才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)(或者可選為多個(gè))圖像顯示裝置集成在汽車的前窗中。圖12A和12B示出在汽車和方向盤(pán)136前面的路上的視圖130。圖12A示意性地示出能夠由根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置所提供的兩種類型的功能。借助于數(shù)字顯示器134來(lái)顯示實(shí)際速度。很明顯，可以按照類似的方式向用戶提供其他類型的狀態(tài)信息。汽車前窗的另一部分132充當(dāng)顯示設(shè)備從而向汽車的駕駛員顯示視圖，其對(duì)應(yīng)于由照相機(jī)捕獲的圖像，該照相機(jī)定位成能夠顯示汽車后面的景色。這意味著，照相機(jī)和顯示設(shè)備的組合取代了后視鏡。優(yōu)選的是，顯示器132的分辨率相對(duì)較高。這意味著多路復(fù)用比率必須也相對(duì)較高。對(duì)于這種類型的應(yīng)用，需要200x200個(gè)像素的顯示器矩陣尺寸。如上面所指出的，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置有可能實(shí)現(xiàn)該數(shù)量級(jí)的多路復(fù)用比率。圖12A示意性地示出使前窗的一部分138處于散射狀態(tài)以阻擋一部分日光。很明顯，可以基于駕駛員眼睛的實(shí)際位置和太陽(yáng)相對(duì)于前窗的位置來(lái)調(diào)整這部分前窗的尺寸、形狀和位置。其他類型的應(yīng)用是廣告和/或標(biāo)志。圖像顯示裝置的尺寸可以在相對(duì)較大的尺度范圍上改變，例如從幾厘米到幾米。由于根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，因此可以相對(duì)容易地進(jìn)行制造，因而相對(duì)較便宜。另一種應(yīng)用由根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置與標(biāo)準(zhǔn)圖像顯示裝置的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)將根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置放在監(jiān)視器或電視機(jī)的前面，當(dāng)關(guān)掉監(jiān)視器或電視機(jī)時(shí)可以隱藏該監(jiān)視器或電視機(jī)的屏幕。在監(jiān)視器或電視機(jī)的活動(dòng)狀態(tài)中，即當(dāng)打開(kāi)監(jiān)視器或電視機(jī)時(shí)，使根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置處于其透光狀態(tài)中。任選地，覆蓋/不覆蓋該監(jiān)視器或電視機(jī)的多個(gè)部分。如果實(shí)際上僅使用監(jiān)視器或電視機(jī)的相對(duì)應(yīng)的部分，那么這可能是有用的。例如，如果在16:9的屏幕上顯示4:3的廣播，或者反之在4:3的屏幕上顯示16:9的廣播。應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例說(shuō)明而不是限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠在不背離隨附的權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)可選擇的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)內(nèi)的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)解釋為限制該權(quán)利要求。詞"包括"不排除還存在沒(méi)有在權(quán)利要求中列出的元件或步驟。元件前面的詞"一"或"一種"不排除存在多個(gè)這種元件。本發(fā)明可以借助于包括幾個(gè)獨(dú)立元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉了幾個(gè)部件的裝置權(quán)利要求中，這些部件可以由一項(xiàng)且同一項(xiàng)硬件或軟件來(lái)具體化。詞語(yǔ)第一、第二和第三等的使用不表示任何排序。這些詞不解釋為命名。權(quán)利要求1.一種光電開(kāi)關(guān)，其能夠基于相應(yīng)外加電壓而在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換，該光電開(kāi)關(guān)所具有的反射-電壓曲線足夠陡峭以允許多路復(fù)用，該光電開(kāi)關(guān)包括散射層(302)，其包括液晶-聚合物復(fù)合材料；以及反射層(306)，其用于將一部分散射光向后朝該散射層(302)反射。2.如權(quán)利要求1中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該聚合物-液晶復(fù)合材料中的聚合物含量相對(duì)較低。3.如權(quán)利要求2中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該聚合物-液晶復(fù)合材料中的聚合物含量在0.5%和10%的范圍內(nèi)。4.如權(quán)利要求3中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該聚合物-液晶復(fù)合材料中的聚合物含量在1%和6%的范圍內(nèi)。5.如權(quán)利要求4中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該聚合物-液晶復(fù)合材料中的聚合物含量在2%和4%的范圍內(nèi)。6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該液晶是向列型。7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該液晶是手征向列型。8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中通過(guò)先前添加到液晶的單體的聚合來(lái)獲得該聚合物。9.如權(quán)利要求8中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中借助于光，優(yōu)選借助于UV光使單體聚合和/或交叉結(jié)合。10.如權(quán)利要求8中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中借助于溫度使單體聚合和/或交叉結(jié)合。11.如權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中當(dāng)液晶對(duì)準(zhǔn)時(shí)使單體聚合和/或交叉結(jié)合。12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中借助于鋁或銀的蒸發(fā)來(lái)制成反射層(306)。13.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該反射層(306)是電介質(zhì)疊層。14.如權(quán)利要求13中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該反射層(306)是具有交變折射率的聚合物層的疊層。15.如權(quán)利要求13中所述的光電開(kāi)關(guān)，其中該反射層(306)是交替的基本上各向同性的聚合物與雙折射聚合物的疊層。16.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的圖像顯示裝置，其中該散射層(302)包括具有預(yù)定顏色的染料。17.—種圖像顯示裝置，其包括如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的光電開(kāi)關(guān)；以及多組電極，其借助于對(duì)各組電極的尋址而使散射層(302)的相應(yīng)部分在透光狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換。18.如權(quán)利要求17中所述的圖像顯示裝置(400)，其是透反射型顯示裝置，其進(jìn)一步包括背光燈，該背光燈用于產(chǎn)生由該光電開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)制的光。19.如權(quán)利要求17中所述的圖像顯示裝置(300)，其是反射型顯示裝置。20.如權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其中在不同狀態(tài)之間施加復(fù)位脈沖以便獲得均勻散射的圖案。全文摘要公開(kāi)了一種光電開(kāi)關(guān)，其能夠基于相應(yīng)外加電壓而在基本上透光的狀態(tài)和散射狀態(tài)之間切換。該光電開(kāi)關(guān)所具有的反射-電壓曲線足夠陡峭以允許多路復(fù)用。該光電開(kāi)關(guān)包括散射層(302)，其包括液晶-聚合物復(fù)合材料；以及反射層(306)，其用于將一部分散射光向后朝該散射層(302)反射。文檔編號(hào)G02F1/13GK101278227SQ200680036897公開(kāi)日2008年10月1日申請(qǐng)日期2006年10月2日優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日發(fā)明者A·C·紐科克,D·J·布羅爾,H·德科寧,L·M·哈格,M·J·J·賈克申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司