(57)【要約】  半再帰反射全内部反射型画像ディスプレイは、少なくとも１つの誘電体層を備えられ得る。少なくとも１つの誘電体層は、フロント電極層、リア電極層又はピクセル壁の１つ以上に堆積され得る。これは、増強された輝度、改善された電気泳動粒子応答性、改善されたグレースケール及び電気泳動媒体の存在下での化学的安定性並びに高電界及び高温に対する改善された耐性を有するディスプレイをもたらし得る。一実施形態では、全内部反射型画像ディスプレイは、分子層堆積法、原子層堆積法、化学気相堆積法、プラズマ増強化学気相堆積法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の１つ以上によって形成された誘電体層を含む。他の一実施形態では、全内部反射型画像ディスプレイは、少なくとも１つの誘電体層と少なくとも１つの表面改質層とを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
全内部反射（ＴＩＲ）ディスプレイを形成する方法であって、
複数の凸状突起を有する透明フロントシートを形成することと、
前記透明フロントシートの上にフロント電極をコンフォーマルに形成することと、
前記フロント電極の上にシード層をコンフォーマルに形成することであって、前記シード層は、約０．５〜１００ｎｍの実質的に均一な厚さを有するように、形成することと、
前記シード層の上に誘電体層をコンフォーマルに形成することであって、前記誘電体層は、約１〜２０ｎｍの範囲の実質的に均一な厚さを有するように、形成することと、
前記誘電体層に近接してリア電極を形成することと
を含み、前記リア電極及び前記誘電体層は、それらの間にギャップを形成する、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの凸状突起は、半球状突起を画定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シード層は、二酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、前記シード層は、約１〜１０ｎｍの厚さを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フロント電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フロント電極は、１つ以上の無機誘電体層、１つ以上の有機誘電体層又は１つ以上の無機誘電体層と１つ以上の有機誘電体層との組合せを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シード層の上に誘電体層を形成する前記工程は、少なくとも約０．０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２を含む誘電体層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記シード層の上に誘電体層を形成する前記工程は、約１つの原子層の厚さを有するＳｉＯ２の誘電体層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シード層は、約１０ｎｍまでの厚さのＡｌＯｘを含み、前記誘電体層は、２０ｎｍまでの厚さのＳｉＯ２を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記誘電体層は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯｘ、Ａｌ２Ｏ３又はセラミック（式中、ｘは、約１〜３である）の１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
誘電体層を形成する前記工程は、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、原子層エピタキシー（ＡＬＥ）、原子層成長（ＡＬＧ）、分子層エピタキシー（ＭＬＥ）、分子積層（ＭＬ）、原子層ＣＶＤ（ＡＬＣＶＤ）及び分子気相堆積（ＭＶＤ）の１つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複数の凸状突起を有する透明フロントシートと、
前記透明フロントシートの上に形成されたフロント電極と、
シード層の上に形成された誘電体層であって、約１〜２０ｎｍの範囲の実質的に均一な厚さを有する誘電体層と、
前記誘電体層に近接して配置されたリア電極であって、前記リア電極及び前記誘電体層は、それらの間にギャップを形成する、リア電極と、
前記ギャップ内に配設された複数の電気泳動粒子と
を含む全内部反射（ＴＩＲ）ディスプレイ。
【請求項１２】
前記フロント電極の上に形成されたシード層をさらに含み、前記シード層は、約０．５〜１００ｎｍの実質的に均一な厚さを有する、請求項１１に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１３】
少なくとも１つの凸状突起は、半球状突起を画定する、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１４】
前記シード層は、二酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、前記ＡｌＯｘは、約１〜１０ｎｍの厚さを有する、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１５】
前記フロント電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１６】
前記フロント電極は、１つ以上の無機誘電体層、１つ以上の有機誘電体層又は１つ以上の無機誘電体層と１つ以上の有機誘電体層との組合せを含む、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１７】
前記誘電体層は、少なくとも約０．０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２をさらに含む、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１８】
前記誘電体層は、約１つの原子層の厚さを有するＳｉＯ２をさらに含む、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項１９】
前記シード層は、ＡｌＯｘ（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、前記シード層は、約１０ｎｍまでの厚さであり、前記誘電体層は、２０ｎｍまでの厚さのＳｉＯ２を含む、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【請求項２０】
前記誘電体層は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯｘ、Ａｌ２Ｏ３又はセラミックの１つ以上を含み、ｘは、約１〜３である、請求項１２に記載のＴＩＲディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２０１８年４月２５日出願の米国仮特許出願第６２／６６２，７２７号明細書（名称「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌａｙｅｒ」）（その明細書は、その全体が本明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、反射画像ディスプレイのための装置に関する。一実施形態では、本開示は、原子層堆積法、プラズマ増強原子層堆積法、空間原子層堆積法、化学気相堆積法、プラズマ増強化学気相堆積法、分子気相堆積法、ゾル−ゲル堆積法、物理気相堆積法、スパッタリング法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の１つ以上によって形成された少なくとも１つの電極の表面上に位置する誘電体層を含む反射画像ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
誘電体材料は、広範にわたる産業用途に広く使用される。誘電体コーティングは、典型的には、例えば高温、放射線、酸化分解（研磨、摩擦及び他の各種の形態の物理的摩耗に伴う）に対する耐性を有する。加えて、誘電体コーティングは、典型的には、優れた電気絶縁性を呈すると共に溶媒及び他の化学品に対する耐性を提供する。誘電体コーティングは、堆積条件を変化させることにより制御可能なさまざまな表面化学を有し得る。誘電体化合物は、有機又は無機のタイプであり得る。より一般的な無機誘電体材料のいくつかは、集積チップに通常使用される窒化ケイ素及び二酸化ケイ素である。有機誘電体材料は、典型的には、ポリマー、例えばポリイミド、フルオロポリマー、ポリノルボルネン及び極性基の欠如した炭化水素系ポリマーである。誘電体材料は、異なる材料の特性を組み合わせて、所望の特性を有するハイブリッド材料を形成する多層系に使用可能である。
【０００４】
誘電体材料は、全内部反射（ＴＩＲ）型画像ディスプレイに使用可能である。先行技術の全内部反射（ＴＩＲ）型ディスプレイは、特に、低屈折率流体に接触する透明高屈折率フロントシートを含む。フロントシート及び流体は、臨界角θＣにより特徴付けられ得る異なる屈折率を有し得る。臨界角は、透明フロントシート（屈折率η１を有する）の表面と、低屈折率流体（屈折率η３を有する）との間の界面を特徴付ける。θＣ未満の角度で界面に入射する光線は、界面を透過し得る。θＣ超の角度で界面に入射する光線は、界面でＴＩＲを起こし得る。ＴＩＲ界面では、小さい臨界角（例えば、約５０°未満）が好ましい。なぜなら、これにより、ＴＩＲが発生し得る広範囲の角度が得られるからである。好ましくは、できる限り小さい屈折率（η３）の流体媒体を有し、且つ好ましくは、できる限り大きい屈折率（η１）の材料で構成された透明フロントシートを有することが合理的であり得る。臨界角θＣは、以下の式（式１）：
【数１】
2021522548.tif 000002
により計算される。
【０００５】
先行技術のＴＩＲ型反射画像ディスプレイは、電気泳動移動性光吸収粒子をさらに含む。電気泳動移動性粒子は、２つの対向電極間のバイアスに応答して移動する。粒子は、電圧バイアス源によりフロントシートの表面に移動されると、エバネッセント波領域（約１ミクロンの深さ）に入ってＴＩＲをフラストレートし得る。エバネッセント波領域の深さは、入射光の波長、入射光の角度並びにフロントシート及び媒体の屈折率などの因子に起因して変動し得る。入射光は、電気泳動移動性粒子により吸収され、目視者により観察されるダーク状態を生成し得る。かかる条件下では、ディスプレイ表面は、目視者に粒子がダーク、ブラック又はいずれかの色を呈するように見え得る。粒子をエバネッセント波領域から移動させると（例えば、逆バイアスにより）、光は、ＴＩＲにより反射され得る。これにより、目視者により観測され得るホワイト状態又はブライト状態が生成され得る。ピクセル化電極アレイは、エバネッセント波領域への粒子の出入りを駆動して、ホワイト状態とダーク状態との組合せを形成するために使用され得る。これを用いて、目視者に対して画像を生成したり情報を伝えたりし得る。
【０００６】
先行技術のＴＩＲ型ディスプレイのフロントシートは、典型的には、より低い屈折率の媒体及び電気泳動移動性粒子の方向を向く内側（すなわち目視者から離れる方向を向くフロントシートの表面）に複数のより高い屈折率の密充填凸状構造体を含む。凸状構造体は、半球状に造形され得るが、他の形状も使用され得る。凸状構造体は、円対称を有し得る。先行技術のＴＩＲ型ディスプレイ１００は、図１Ａに例示される。ディスプレイ１００は、外表面１０４を目視者１０６の方向に向けた透明フロントシート１０２を有して示される。ディスプレイ１００は、複数１０８の個別半球状突起１１０の層と、リアサポートシート１１２と、複数の半球状突起１０８の表面上の透明フロント電極１１４と、リア電極１１６とをさらに含む。リア電極１１６は、パッシブマトリックス電極アレイ、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイ又はダイレクトドライブ電極アレイを含み得る。リア電極アレイは、ピクセルアレイで形成され得る。図１Ａは、突起１０８の表面とリアサポートシート１１２との間に形成されたキャビティー又はギャップ１２０内に配設された低屈折率流体１１８も示す。流体１１８は、複数の光吸収電気泳動移動性粒子１２２を含有する。ディスプレイ１００は、キャビティー１２０にわたってバイアスを生成可能な電圧源１２４をさらに含み得る。ディスプレイ１００は、フロント電極１１４上若しくはリア電極１１６上又はフロント電極上及びリア電極上の両方の１つ以上の誘電体層１２６、１２８と、カラーフィルター層１３０とをさらに含み得る。図１では、カラーフィルター層１３０は、シート１０２と凸状突起層１０８との間に位置する。カラーフィルター層１３は、目視者１０６の方向を向くシート１０２の外表面１０４上にも位置し得る。ディスプレイのフロント表面上にカラーフィルターアレイ（ＣＦＡ）層を追加することは、白黒反射型ディスプレイをフルカラーディスプレイに変換する従来の方法である。
【０００７】
カラーフィルター層は、典型的には、１つ以上のサブピクセルカラーフィルターを含む。サブピクセルカラーフィルターは、レッド、グリーン、ブルー、ホワイト、ブラック、クリア、シアン、マゼンタ又はイエローの１つ以上の色を含み得る。サブピクセルカラーフィルターは、典型的には、２つ以上の色にグループ化され、繰返し可能なパターンでアレイ化される。繰返し可能なパターンは、例えば、ＲＧＢ（レッド−グリーン−ブルー）サブピクセル又はＲＧＢＷ（レッド−グリーン−ブルー−ホワイト）サブピクセルなどのピクセルを構成する。例示を目的として、図１Ａの先行技術ディスプレイ１００の一部分は、レッドサブピクセルカラーフィルター１３２と、グリーンサブピクセルカラーフィルター１３４と、ブルーサブピクセルカラーフィルター１３６とをさらに含むカラーフィルター層１３０を含む。他のサブピクセルカラーフィルターの組合せを使用することも可能である。
【０００８】
フロント電極１１４に向けてエバネッセント波領域中に粒子１２２を電気泳動により移動させると、それらは、ＴＩＲをフラストレートし得る。これは、点線１３８の右側に示され、粒子１２２により吸収される入射光線１４０及び１４２により例示される。ディスプレイのこの領域、例えばピクセル位置は、目視者１０６にダーク、カラー又はグレーの状態に見え得る。
【０００９】
フロントシート１０２から離れるようにエバネッセント波領域からリア電極１１６に向けて粒子を移動させると（点線１３８の左側に示される）、入射光線は、凸状突起アレイ１０８上の誘電体層１２６の表面と媒体１１８との界面で全内部反射され得る。これは、全内部反射されて、反射光線１４６として目視者１０６に向けてディスプレイから出る入射光線１４４により表される。ディスプレイピクセルは、目視者にホワイト、ブライト、カラー又はグレーに見え得る。
【００１０】
従来のＴＩＲ型ディスプレイ１００は、フロントシート１０２をリアシート１１２にブリッジする側壁１４８をさらに含み得る。側壁は、少なくとも１つの誘電体層１５０を含み得る。ディスプレイ１００は、指向性フロントライトシステム１５２をさらに含み得る。フロントライトシステム１５２は、光源１５４とウェーブガイド１５６とを含み得る。
【００１１】
図１Ｂは、エバネッセント波領域の近似位置を示す従来のＴＩＲ型ディスプレイの一部分の断面図を概略的に例示する。図１Ｂの図１８０は、図１Ａの図１００の一部分の拡大図である。エバネッセント波領域１８２は、誘電体層１２６と媒体１１８との界面に位置する。この位置は、図１８０に例示され、エバネッセント波領域１８２は、ほぼ点線１８４と誘電体層１２６との間に位置する。エバネッセント波領域１８２は、例示されたものであり、その深さ又は範囲は、ディスプレイの設計及び使用した作製材料によって異なり得ることに留意すべきである。エバネッセント波は、典型的には、突起層１０８の表面にコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）である。エバネッセント波領域の深さは、すでに述べたように約１μｍである。
【００１２】
図１Ｃは、凸状突起シートの俯瞰図を概略的に例示する。図１Ｃの図は、シート１０２の表面１０４を見下ろす。これは、図１Ａ〜Ｂの目視者１０６から見た図である。凸状突起１１０は、シート１０２の反対側の層１０８に配置されており、密充填アレイに配置された半球を表す点線円として示される。凸状突起１１０の他の配置も可能である。突起１１０は、非密に充填及び配置され得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、図１Ａのディスプレイ１００は、周囲光センサー（ＡＬＳ）、フレーム検出システム（ＦＤＳ）若しくは光コントローラー又はそれらの組合せをさらに含み得る。
【００１４】
ディスプレイのピクセル内の所望の光学状態（すなわちグレー状態）レベルを誘導及び維持するために、パルス及びＤＣ（直流）駆動スキームを利用し得る。駆動スキームは、可変印加正又は負電圧、可変電圧オン時間（すなわちオン状態パルス幅）及び可変電圧オフ時間（すなわちオフ状態パルス幅）の１つ以上を含み得る。
【００１５】
凸状突起アレイの表面全体にわたり均一誘電性を達成するために、実質的に均一且つコンフォーマルに誘電体層を堆積させ得る。
【００１６】
本開示のこれらの及び他の実施形態について、以下の例示的且つ非限定的な例示を参照して考察する。その際、同じ要素には同じように番号付けする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】従来のＴＩＲ型ディスプレイの一部分の断面図を概略的に例示する。
【図１Ｂ】エバネッセント波領域の近似位置を示す従来のＴＩＲ型ディスプレイの一部分の断面図を概略的に例示する。
【図１Ｃ】従来のＴＩＲ型ディスプレイの俯瞰図の一部分の断面図を概略的に例示する。
【図２】スイッチング時における各種の誘電体層の組合せを用いたＴＩＲ型画像ディスプレイのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に記載の実施形態は、実質的に制御された厚さ、抵抗率、耐性、誘電率、化学的適合性／耐性、表面エネルギー、表面電荷、最小ピンホール及び改善された電気的性質を有する薄いコンフォーマルコーティングをもたらし得るＴＩＲ型反射画像ディスプレイの誘電体材料を堆積させる方法を例示する。フロント電極層１１４及び／又はリア電極層１１６の一方又は両方を保護するために、１つ以上の誘電体層１２６、１２８を使用し得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の誘電体層を壁１４０に堆積させ得る。いくつかの実施形態では、フロント電極層１１４上の１つ以上の誘電体層は、リア電極層１１６上の誘電体層と異なる組成物を含み得る。フロント電極層１１４上の誘電体は、１層超を含み得る。例えば、フロント電極１１４上の誘電体は、１つ以上の無機系誘電体層及び１つ以上の有機系誘電体層又は１つ以上の無機誘電体層と１つ以上の有機誘電体層との組合せを含み得る。リア電極層１１６上の誘電体は、１層超を含み得る。例えば、リア電極１１６上の誘電体は、１つ以上の無機系誘電体層及び１つ以上の有機系誘電体層を含み得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１００の１つ以上のピクセル壁を保護するために、１つ以上の誘電体層１２６、１２８を使用し得る。誘電体層は、実質的に均一、整合、連続且つ実質的に表面欠陥フリーであり得る。１つ以上の誘電体層は、少なくとも約０．０５ｎｍ以上の厚さであり得る。いくつかの実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜３００ｎｍの範囲であり得る。他の実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜２００ｎｍの範囲であり得る。さらに他の実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜１００ｎｍであり得る。さらに他の実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜５０ｎｍであり得る。さらに他の実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜２０ｎｍであり得る。さらに他の実施形態では、誘電体層の厚さは、約１〜１０ｎｍであり得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおける１つ以上の誘電体層は、ピンホールを含まないものであり得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の誘電体層は、少なくとも１つのピンホールを含み得る。誘電体層は、コンフォーマルコーティングを画定し得ると共に、ピンホールフリーであり得るか又は最小限のピンホールを有し得る。誘電体層は、構造化層でもあり得る。誘電体層は、湿分又はガスの進入を防止するバリヤー層としても作用し得る。誘電体層は、高い又は低い誘電定数を有し得る。いくつかの実施形態では、誘電体層は、約１〜３０の範囲の誘電定数を有し得る。他の実施形態では、誘電体層は、約１〜１５の範囲の誘電定数を有し得る。いくつかの実施形態では、誘電体層は、表面改質層をさらに含み得る。表面改質層は、誘電体層の表面の性質を制御するために使用され得る。
【００２０】
ＴＩＲ型画像ディスプレイに使用される誘電体材料は、無機タイプであり得る。最も多く見受けられる無機誘電体材料は、集積チップに通常使用されるＳｉ３Ｎ４及びＳｉＯ２である。誘電体層は、１つ以上のＳｉＮ、ＳｉＮｘ又はＳｉＯＮであり得る。誘電体層は、ＡｌＯｘ又はＡｌ２Ｏ３であり得る。式中、ｘは、約１〜３である。誘電体層は、セラミックであり得る。
【００２１】
ＴＩＲ型画像ディスプレイに使用される誘電体材料は、有機タイプであり得る。有機誘電体材料は、典型的には、ポリマー、例えばポリイミド、フルオロポリマー、ポリノルボルネン及び極性基の欠如した炭化水素系ポリマーである。誘電体層は、ポリマー又はポリマーの組合せであり得る。誘電体層１２６、１２８は、以下のポリイミド系誘電体Ｄａｌｔｏｎ  ＤＬ−５２６０Ｔ、ＴＣ−１３９、ＤＬ−２１９３、Ｎｉｓｓａｎ  ＳＥ−１５０、ＳＥ−４１０、ＳＥ−６１０、ＳＥ−３１４０Ｎ、ＳＥ−３３１０、ＳＥ−３５１０、ＳＥ−５６６１、ＳＥ−５８１１、ＳＥ−６４１４、ＳＥ−６５１４、ＳＥ−７４９２、ＳＥ−７９９２又はＪＳＲ  ＡＬ−１０５４、ＡＬ−３０４６、ＡＬ２２６２０、ＡＬ１６３０１、ＡＬ６０７２０の１つ以上を含み得る。誘電体層は、ポリマーと金属酸化物とセラミックとの組合せであり得る。誘電体層１２６、１２８は、パリレンＣ、パリレンＮ、パリレンＦ、パリレンＨＴ又はパリレンＨＴＸを含み得る。他の無機若しくは有機の誘電体材料又はそれらの組合せも誘電体層に使用され得る。誘電体層の１つ以上は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ又はスパッターコーティングされ得る。１つ以上の誘電体層１２６、１２８は、溶液被覆ポリマー、フレキソプリントポリマー誘電体、気相堆積誘電体、スピン被覆ポリマー誘電体、スロットダイ被覆ポリマー誘電体又はスパッター堆積誘電体であり得る。誘電体層１２８は、電極構造体にコンフォーマルであり得るか、又はリア電極１１６上の電極構造体を平坦化するために使用され得る。
【００２２】
例示的実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、原子層堆積（ＡＬＤ）法、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）法又は分子気相堆積（ＭＶＤ）法により堆積され得る。例示的実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、サーマル又はプラズマ増強原子層堆積（ＡＬＤ）法により堆積され得る。ＡＬＤは、原子層エピタキシー（ＡＬＥ）、原子層成長（ＡＬＧ）、分子層エピタキシー（ＭＬＥ）、分子積層（ＭＬ）及び原子層ＣＶＤ（ＡＬＣＶＤ）とも呼ばれ得る。ＡＬＤは、厚さを原子レベルで制御して、表面１０８などの構造化高アスペクト比表面上に均一なコンフォーマルコーティングを形成可能な堆積方法である。
【００２３】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属酸化物を含み得る。金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘ、ＢａＯｘ、ＣａＯ、ＣｕＯ、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＨｆＯｘ、ＩｎＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｏＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｂＯｘ、ＮｉＯ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｎＯｘ、ＳｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＯｘ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、Ｙ２Ｏ３、ＹＯｘ、Ｙｂ２Ｏ３、ＺｎＳｎＯｘ、ＺｎＯ若しくはＺｒＯ２又はそれらの組合せ（式中、ｘ及びｙは、約１〜３である）の１つ以上を含み得る。
【００２４】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属窒化物ＡｌＮ、ＢＮ、ＧａＮ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＴａＮ、ＴａＮｘ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＷＮ若しくはＴｉＮｘ又はそれらの組合せ（式中、ｘは、約１〜３である）の１つ以上を含み得る。
【００２５】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属炭化物を含み得る。金属炭化物は、ＴａＣ又はＴｉＣを含み得る。
【００２６】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属硫化物を含み得る。金属硫化物は、ＺｎＳ若しくはＳｒＳ又はそれらの組合せの１つ以上を含み得る。
【００２７】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属フッ化物を含み得る。金属フッ化物は、ＣａＦ２、ＬａＦ３、ＭｇＦ２若しくはＳｒＦ２又はそれらの組合せの１つ以上を含み得る。
【００２８】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、ポリマーを含み得る。例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、ヒドロキシアパタイトＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２などのバイオ材料を含み得る。
【００２９】
例示的実施形態では、ＡＬＤ法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上の１つ以上の誘電体層は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物、バイオ材料又はポリマーの２つ以上を含む混合構造体を含み得る。
【００３０】
例示的実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおける誘電体のＡＬＤコーティングは、ロールツーロール法、バッチ法又は空間ＡＬＤ法上で被覆され得る。
【００３１】
以下の表のデータは、スパッタリングよりも優れたＡＬＤの利点を例示する。スパッタリングは、表面上に薄膜を形成する周知の物理気相堆積法である。ＡＬＤは、スパッタリングよりも薄く且つより一様な層を堆積する能力がより高い。以下の表は、図１Ａに例示されるＴＩＲ型画像ディスプレイにおける酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）透明伝導性膜上のＳｉＯ２誘電体層の厚さを列挙する。スパッタリングを用いて約１００ｎｍ及び５０ｎｍのＳｉＯ２厚さで被覆した。ホワイト状態反射率（％）は、厚さ１００ｎｍでは約７１％及び厚さ５０ｎｍでは８１％と測定された（パーセント反射率は、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈ  Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ，ＵＳＡによるホワイト拡散１００％反射率標準を基準にして測定される）。ダーク又はブラック状態の反射率は、ＳｉＯ２厚さ１００ｎｍでは約１２％及び厚さ５０ｎｍでは約１３％と測定された。この結果、コントラスト比（ホワイト状態反射率／ブラック状態反射率）は、ＳｉＯ２厚さ１００ｎｍでは約５．９及び厚さ５０ｎｍでは約６．２であった。ＡＬＤを用いて５、１２及び２５ｎｍのＳｉＯ２誘電体層を被覆した。すべての場合、ホワイト状態反射率は、約８０〜８５％であった。ダーク状態反射率は、ＳｉＯ２厚さ２５ｎｍでの約４％から厚さ５ｎｍでの約１．７〜２％に減少した。結果として、コントラスト比は、スパッタリングとは対照的に、ＡＬＤ被覆サンプルにおいて、厚さ２５ｎｍでの約２０から厚さ約５ｎｍでの約４０〜５０の比まで大幅に増加した。
【００３２】
【表１】
2021522548.tif 000003
【００３３】
ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上、リア電極上又はピクセル壁上の１つ以上の誘電体層は、分子層堆積（ＭＬＤ）により堆積され得る。ＭＬＤは、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるポリマー系、無機系及びポリマー−無機ハイブリッド系の誘電体層を堆積するために使用され得る。ポリマーは、例えば、ポリイミド又はポリアミドを含み得る。ＭＬＤは、金属酸化物、例えばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘ、ＢａＯｘ、ＣａＯ、ＣｕＯ、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＨｆＯｘ、ＩｎＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｏＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｂＯｘ、ＮｉＯ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｎＯｘ、ＳｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＯｘ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、Ｙ２Ｏ３、ＹＯｘ、Ｙｂ２Ｏ３、ＺｎＳｎＯｘ、ＺｎＯ又はＺｒＯ２、金属窒化物、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＧａＮ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＴａＮ、ＴａＮｘ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＷＮ又はＴｉＮｘ、金属炭化物、例えばＴａＣ、ＴｉＣ、金属硫化物、例えばＺｎＳ、ＳｒＳ、金属フッ化物、例えばＣａＦ２、ＬａＦ３、ＭｇＦ２、ＳｒＦ２、バイオ材料、例えばＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２又はそれらの組合せの１つ以上を含む材料を堆積するために使用され得る（式中、ｘは、約１〜３である）。例示的実施形態では、ＭＬＤにより堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおける１つ以上の誘電体層は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物、バイオ材料又は有機若しくは無機ポリマーの２つ以上を含む混合構造体を含み得る。
【００３４】
ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上若しくはピクセル壁上の１つ以上の誘電体層は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、分子気相堆積（ＭＶＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）又はプラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）の１つ以上の方法により堆積され得る。例示的実施形態では、ＳｉＯ２を含む１つ以上の誘電体層は、ＴＩＲ型画像ディスプレイでＣＶＤ、ＭＶＤ、ＭＬＤ、ＰＥＡＬＤ又はＰＥＣＶＤを用いて堆積され得る。ＣＶＤ、ＭＶＤ、ＭＬＤ、ＰＥＡＬＤ又はＰＥＣＶＤは、金属酸化物、例えばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘ、ＢａＯｘ、ＣａＯ、ＣｕＯ、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＨｆＯｘ、ＩｎＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｏＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｂＯｘ、ＮｉＯ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｎＯｘ、ＳｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＯｘ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、Ｙ２Ｏ３、ＹＯｘ、Ｙｂ２Ｏ３、ＺｎＳｎＯｘ、ＺｎＯ又はＺｒＯ２、金属窒化物、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＧａＮ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＴａＮ、ＴａＮｘ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＷＮ又はＴｉＮｘ、金属炭化物、例えばＴａＣ、ＴｉＣ、金属硫化物、例えばＺｎＳ、ＳｒＳ、金属フッ化物、例えばＣａＦ２、ＬａＦ３、ＭｇＦ２、ＳｒＦ２、バイオ材料、例えばＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２又はそれらの組合せの１つ以上を含む材料を堆積するために使用され得る（式中、ｘ及びｙは、約１〜３である）。例示的実施形態では、ＣＶＤ、ＭＶＤ、ＭＬＤ、ＰＥＡＬＤ又はＰＥＣＶＤにより堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおける１つ以上の誘電体層は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物、バイオ材料又は有機若しくは無機ポリマーの２つ以上を含む混合構造体を含み得る。
【００３５】
ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上の１つ以上の誘電体層又はリア電極上若しくはピクセル壁上の１つ以上の誘電体層は、スパッタリング法により堆積され得る。例示的実施形態では、ＳｉＯ２を含む１つ以上の誘電体層は、ＴＩＲ型画像ディスプレイでスパッタリングを用いて堆積され得る。スパッタリングは、金属酸化物、例えばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘ、ＢａＯｘ、ＣａＯ、ＣｕＯ、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＨｆＯｘ、ＩｎＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｏＯｘ、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｂＯｘ、ＮｉＯ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｎＯｘ、ＳｒＯｘ、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＯｘ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、Ｙ２Ｏ３、ＹＯｘ、Ｙｂ２Ｏ３、ＺｎＳｎＯｘ、ＺｎＯ又はＺｒＯ２、金属窒化物、例えばＡｌＮ、ＢＮ、ＧａＮ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＴａＮ、ＴａＮｘ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＷＮ又はＴｉＮｘ、金属炭化物、例えばＴａＣ、ＴｉＣ、金属硫化物、例えばＺｎＳ、ＳｒＳ、金属フッ化物、例えばＣａＦ２、ＬａＦ３、ＭｇＦ２、ＳｒＦ２、バイオ材料、例えばＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２又はそれらの組合せの１つ以上を含む材料を堆積するために使用され得る（式中、ｘは、約１〜３である）。例示的実施形態では、スパッタリング法により堆積されたＴＩＲ型画像ディスプレイにおける１つ以上の誘電体層は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物、バイオ材料又は有機若しくは無機ポリマーの２つ以上を含む混合構造体を含み得る。
【００３６】
ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント電極上、リア電極上又はピクセル壁上の１つ以上の誘電体層は、２つ以上のサブ層を含み得る。サブ層は、それぞれ異なる材料を含み得る。異なる材料のサブ層は、スパッタリング法、ＡＬＤ法、ＰＥＡＬＤ法、ＭＶＤ法、ＭＬＤ法、ＣＶＤ法、ＰＥＣＶＤ法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の１つ以上を用いて堆積され得る。同一の又は異なる材料を含むサブ層は、スパッタリング法、ＡＬＤ法、ＰＥＡＬＤ法、ＭＶＤ法、ＭＬＤ法、ＣＶＤ法、ＰＥＣＶＤ法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の２つ以上の組合せにより堆積され得る。
【００３７】
一実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜１００ｎｍの厚さのスパッターＡｌｙＯｘ（式中、ｘ及びｙは、約１〜３である）を含む第１のサブ層と、約０．５〜１００ｎｍの厚さのスパッターＳｉＯ２層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。
【００３８】
一実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜５０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＡｌＯｘを含む第１のサブ層と、約０．５〜１０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＳｉＯ２層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。他の実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜２０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＡｌＯｘを含む第１のサブ層と、約０．５〜２０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＳｉＯ２層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。
【００３９】
図２は、スイッチング時における各種の誘電体層の組合せを用いたＴＩＲ型画像ディスプレイのグラフ図である。図２には、駆動電圧プロファイル２００が例示されており、図中、ｘ軸は、秒単位のバイアス駆動時間であり、且つ右側のｙ軸は、リア電極に印加された駆動電圧である。凸状突起の表面上に位置するフロント電極は、接地される。プロット２０２の左側のｙ軸は、光反射率（％）である。リア電極の電圧をステップワイズに０Ｖ→＋１Ｖ→０Ｖ→−１Ｖで切り替えて０Ｖに戻すことにより（これは、１回の全サイクルである）、低屈折率フルオロカーボン系媒体中においてフロント及びリア電極間で粒子（例えば、図１Ａのディスプレイ１００中の粒子１２２）を電気泳動により移動させつつ、経時的な各サンプルの％反射率（％反射率は、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈ  Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ，ＵＳＡによるホワイト拡散１００％反射率標準を基準にして測定される）を連続的に記録した。各電圧ステップを６０秒間保持した。
【００４０】
それぞれ異なる誘電体層組成物を有する４つのサンプルを試験した。図２において、一点鎖線（−・−）により表される「ＩＴＯ」２０４と記された第１のサンプルは、対照であり、ＩＴＯ系フロント電極層の上に誘電体層を含まない。破線（−−）により表される「ＩＴＯ＋１０ｎｍ  ＡｌＯｘ」２０６と記された第２のサンプルは、ＩＴＯ系フロント電極の上に約１０ｎｍの厚さの酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）誘電体層を含む。図２に実線（−）により表される「ＩＴＯ＋１０ｎｍ  ＳｉＯ２」２０８と記された第３のサンプルは、ＩＴＯ系フロント電極の上に約１０ｎｍのＳｉＯ２誘電体層を含む。最後に、二点鎖線（−・・−）により表される「ＩＴＯ＋１０ｎｍ  ＡｌＯｘ＋１０ｎｍ  ＳｉＯ２」２１０と記された第４のサンプルは、ＩＴＯ系フロント電極の上に約１０ｎｍのＡｌＯｘ誘電体層と、続いてＡｌＯｘ層の上に約１０ｎｍのＳｉＯ２層とを含む（式中、ｘは、約１．５である（すなわちＡｌ２Ｏ３））。
【００４１】
リア電極に＋１Ｖを印加すると、正荷電粒子は、エバネッセント波領域の近傍のフロント電極に引き寄せられる。すべてのサンプル２０４〜２１０について、粒子は、フロント電極層に引き寄せられ、そこでＴＩＲをフラストレートして、図２のプロットに示されるダーク状態を生成し得るため、％反射率は、約８〜１２％に低下する。各種の組合せの誘電体層を有するＴＩＲ型ディスプレイ間でごくわずかな差が観測される。この状態を１Ｖで６０秒間保持する。
【００４２】
次いで、−１Ｖへのステップ電位変化をディスプレイ２０４〜２１０に印加する。その後、粒子は、リア電極に向かってエバネッセント波領域から引き寄せられる。こうして、ディスプレイのブライト状態を生成する。粒子が切り替わるスピード及び％反射率の大きさに明確な差が観測される。ＡｌＯｘの上にＳｉＯ２層を有するサンプル２１０は、−１Ｖが印加されるとほぼ瞬時に約６２％の最大％反射率の近傍に達する。次に、サンプル２０８では約４５％の最大反射率に達し、次にサンプル２０４では約２２％の反射率となり、最後にＩＴＯの上にＡｌＯｘ層を有するサンプル２０６では約１４％となる。％反射率は、サンプル２１０＞２０８＞２０４＞２０６の順である。
【００４３】
次いで、印加電圧を＋１Ｖに反転させると、すべてのディスプレイは、以上で観測されたように約８〜１２％のダーク状態反射率に達する。次いで、図２のプロットの最後の１回で電圧を−１Ｖにステッピングする。％反射率は、以上に示された２１０＞２０８＞２０４＞２０６と同じ順で観測される。観測された最良の組合せは、ＩＴＯの上に約１０ｎｍのＡｌＯｘ層、次いでＡｌＯｘ層の上に約１０ｎｍのＳｉＯ２外側層である。観測された２番目に良いサンプルは、ＩＴＯ層の上にＳｉＯ２層が存在するとき２０８である。外側ＳｉＯ２層が、ＩＴＯ層とＳｉＯ２層との間に挟まれたＡｌＯｘ層を含むとき、有益なスイッチングスピード及び％反射率性が観察される。
【００４４】
一実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜１００ｎｍのＡＬＤ堆積ＡｌＯｘを含む第１のサブ層と、約０．５〜２００ｎｍの厚さのＣＶＤ堆積ＳｉＮｘ層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。一実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜５０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＡｌＯｘを含む第１のサブ層と、約０．５〜１００ｎｍの厚さのＣＶＤ堆積ＳｉＮｘ層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。他の実施形態では、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるフロント又はリア電極層の上の１つ以上の誘電体コーティングは、約０．５〜２０ｎｍの厚さのＡＬＤ堆積ＡｌＯｘを含む第１のサブ層と、約０．５〜２０ｎｍの厚さのＣＶＤ堆積ＳｉＮｘ層を含むトップの第２のサブ層とを含み得る。
【００４５】
例示的実施形態では、誘電体層は、スパッタリング法、ＡＬＤ法、ＭＬＤ法、ＭＶＤ法、ＰＥＡＬＤ法、ＣＶＤ法、ＰＥＣＶＤ法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の１つ以上により、ＴＩＲ型画像ディスプレイにおけるピクセル壁にも堆積され得る。
【００４６】
例示的実施形態では、スパッタリング法、ＡＬＤ法、ＭＬＤ法、ＭＶＤ法、ＰＥＡＬＤ法、ＣＶＤ法、ＰＥＣＶＤ法、スピンコーティング法又はスロットダイコーティング法の１つにより堆積され得る金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属フッ化物、高分子又はバイオ材料系誘電体材料のいずれかは、表面改質層をさらに含み得る。表面改質層は、湿式堆積法、スピンコーティング法、スロットダイコーティング法、乾式堆積法、気相堆積法、ＭＶＤ法、ＡＬＤ法、ＭＬＤ法、ＰＥＡＬＤ法、ＣＶＤ法又はＰＥＣＶＤ法などのさまざまな方法により堆積され得る。表面改質層は、シラン系材料を含み得る。シラン系材料は、炭化水素鎖、フルオロカーボン鎖、アミノ基、アンモニウム基、塩素、臭素、リン酸基、カルボキシレート基、フェニル基、ヒドロキシル基、アクリレート、メタクリレート又はアルコキシ基、例えばメトキシ基又はエトキシ基の１つ以上を含み得る。シラン系材料は、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロドデシルトリクトロロシラン、トリクロロドデシルシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニウムクロライド、Ｎ−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロライド、カルボキシエチルシラントリオール−ジナトリウム塩、リン酸２−ヒドロキシエチルメタクリレートエステル、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、２−フェニルエチルトリメトキシシラン又はヘキサメチルジシラザンの１つ以上を含み得る。例示的実施形態では、シラン系材料は、正荷電基又は負荷電基の一方又は両方を含み得る。
【００４７】
本明細書に記載の例示的ディスプレイの実施形態では、それらは、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイスに使用され得る。ＩｏＴデバイスは、１つ以上のＩｏＴハブ又はクライアントデバイスとのローカル無線又は有線通信リンクを確立するためにローカル無線又は有線通信インターフェースを含み得る。ＩｏＴデバイスは、ローカル無線又は有線通信リンクを用いたインターネットを介するＩｏＴサービスとの安全な通信チャネルをさらに含み得る。本明細書に記載のディスプレイデバイスの１つ以上を含むＩｏＴデバイスは、センサーをさらに含み得る。センサーは、温度、湿度、光、音、運動、振動、近接、ガス又は熱のセンサーの１つ以上を含み得る。本明細書に記載のディスプレイデバイスの１つ以上を含むＩｏＴデバイスは、冷蔵庫、冷凍庫、テレビ（ＴＶ）、クローズキャプションＴＶ（ＣＣＴＶ）、ステレオシステム、暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）システム、真空ロボット、空気清浄器、照明システム、洗濯機、乾燥機、オーブン、火災報知機、ホームセキュリティーシステム、プール機材、除湿器又は食器洗浄機などの家庭用機器にインターフェースされ得る。本明細書に記載のディスプレイデバイスの１つ以上を含むＩｏＴデバイスは、心臓モニタリング、糖尿病モニタリング、温度モニタリング、バイオチップトランスポンダー又はペドメーターなどの健康モニタリングシステムにインターフェースされ得る。本明細書に記載のディスプレイデバイスの１つ以上を含むＩｏＴデバイスは、自動車、オートバイ、自転車、スクーター、海上船舶、バス又は航空機などに見られる輸送モニタリングシステムにインターフェースされ得る。
【００４８】
本明細書に記載の例示的ディスプレイの実施形態では、それらは、ＩｏＴ及び非ＩｏＴ用途、例えば、限定されるものではないが、電子ブックリーダー、ポータブルコンピューター、タブレットコンピューター、セルラー電話、スマートカード、標識、時計、ウェアラブル、軍用ディスプレイ用途、自動車用ディスプレイ、自動車用ナンバープレート、棚ラベル、フラッシュドライブ及びディスプレイを含む屋外掲示板又は屋外標識に使用され得る。ディスプレイは、バッテリー、太陽電池、風、発電機、コンセント、ＡＣ電力、ＤＣ電力又は他の手段の１つ以上により電力供給され得る。
【００４９】
限定されるものではないが、以下の例示的実施形態は、本開示の実施形態のさまざまな側面をさらに例示するために提供される。
【００５０】
実施例１は、全内部反射（ＴＩＲ）ディスプレイを形成する方法であって、
複数の凸状突起を有する透明フロントシートを形成することと、
透明フロントシートの上にフロント電極をコンフォーマルに形成することと、
フロント電極の上にシード層をコンフォーマルに形成する（シード層は、約０．５〜１００ｎｍの実質的に均一な厚さを有する）ことと、
シード層の上に誘電体層をコンフォーマルに形成する（誘電体層は、約１〜２０ｎｍの範囲の実質的に均一な厚さを有する）ことと、
誘電体層に近接してリア電極を形成すること、とを含み、
リア電極及び誘電体層は、それらの間にギャップを形成する、方法に関する。
【００５１】
実施例２は、少なくとも１つの凸状突起が半球状突起を画定する、実施例１の方法に関する。
【００５２】
実施例３は、シード層が二酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、シード層が約１〜１０ｎｍの厚さを含む、実施例１の方法に関する。
【００５３】
実施例４は、フロント電極が酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む、実施例１の方法に関する。
【００５４】
実施例５は、フロント電極が１つ以上の無機誘電体層、１つ以上の有機誘電体層又は１つ以上の無機誘電体層と１つ以上の有機誘電体層との組合せを含む、実施例１の方法に関する。
【００５５】
実施例６は、シード層の上に誘電体層を形成する工程が、少なくとも約０．０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２を含む誘電体層を形成することをさらに含む、実施例１の方法に関する。
【００５６】
実施例７は、シード層の上に誘電体層を形成する工程が、約１つの原子層の厚さを有するＳｉＯ２の誘電体層を形成することをさらに含む、実施例１の方法に関する。
【００５７】
実施例８は、シード層が、約１０ｎｍまでの厚さのＡｌＯｘを含み、誘電体層が、２０ｎｍまでの厚さのＳｉＯ２を含む、実施例１の方法に関する。
【００５８】
実施例９は、誘電体層がＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯｘ、Ａｌ２Ｏ３又はセラミック（式中、ｘは、約１〜３である）の１つ以上を含む、実施例１の方法に関する。
【００５９】
実施例１０は、誘電体層を形成する工程が原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、原子層エピタキシー（ＡＬＥ）、原子層成長（ＡＬＧ）、分子層エピタキシー（ＭＬＥ）、分子積層（ＭＬ）、原子層ＣＶＤ（ＡＬＣＶＤ）及び分子気相堆積（ＭＶＤ）の１つをさらに含む、実施例１の方法に関する。
【００６０】
実施例１１は、複数の凸状突起を有する透明フロントシートと、透明フロントシートの上に形成されたフロント電極と、シード層の上に形成された誘電体層であって、約１〜２０ｎｍの範囲の実質的に均一な厚さを有する誘電体層と、誘電体層に近接して配置されたリア電極であって、リア電極及び誘電体層は、それらの間にギャップを形成する、リア電極と、ギャップ内に配設された複数の電気泳動粒子とを含む全内部反射（ＴＩＲ）ディスプレイに関する。
【００６１】
実施例１２は、フロント電極の上に形成されたシード層をさらに含み、シード層が約０．５〜１００ｎｍの実質的に均一な厚さを有する、実施例１１のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６２】
実施例１３は、少なくとも１つの凸状突起が半球状突起を画定する、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６３】
実施例１４は、シード層が二酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、ＡｌＯｘが約１〜１０ｎｍの厚さを有する、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６４】
実施例１５は、フロント電極が酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６５】
実施例１６は、フロント電極が１つ以上の無機誘電体層、１つ以上の有機誘電体層又は１つ以上の無機誘電体層と１つ以上の有機誘電体層との組合せを含む、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６６】
実施例１７は、誘電体層が、少なくとも約０．０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２をさらに含む、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６７】
実施例１８は、誘電体層が、約１つの原子層の厚さを有するＳｉＯ２をさらに含む、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６８】
実施例１９は、シード層がＡｌＯｘ（式中、ｘは、約１〜３である）を含み、シード層が約１０ｎｍまでの厚さであり、誘電体層が、２０ｎｍまでの厚さのＳｉＯ２を含む、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００６９】
実施例２０は、誘電体層がＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯｘ、Ａｌ２Ｏ３又はセラミックの１つ以上を含み、ｘが約１〜３である、実施例１２のＴＩＲディスプレイに関する。
【００７０】
本明細書に示される例示的実施形態との関連で本開示の原理を例示してきたが、本開示の原理は、それらに限定されるものではなく、その任意の修正形態、変更形態又は並替形態を含む。
【図１Ａ】
2021522548.tif 000004
【図１Ｂ】
2021522548.tif 000005
【図１Ｃ】
2021522548.tif 000006
【図２】
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【国際調査報告】
2021522548.tif 000008