электрооптическое светомодулирующее устройство

Формула изобретения

1. Светомодулирующее устройство, содержащее первый набор волокон и второй набор волокон, упорядоченные в форме двухмерной последовательности пересечений между волокнами упомянутых первого набора волокон и второго набора волокон, в которой каждое из указанных волокон первого и второго наборов включает продольный проводящий элемент и волокна по крайней мере одного из указанных первого и второго наборов волокон по меньшей мере у этих пересечений дополнительно снабжены покрытием из электрооптически активного вещества, способного к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока.

2. Устройство по п.1, в котором указанное оптическое поведение выбрано из группы, состоящей из отражательной способности, прозрачности и поглощательной способности.

3. Устройство по п.1, в котором указанное оптическое поведение является изменением цвета.

4. Устройство по п.1, в котором волокна обоих указанных первого и второго наборов волокон имеют указанное покрытие из электрооптически активного вещества.

5. Устройство по п.1, в котором волокна, снабженные покрытием из электрооптически активного вещества, имеют ширину примерно от 10 мкм до 2 см.

6. Устройство по п.1, в котором проводящий элемент включает материал, выбранный из группы, состоящей из металла, окиси металла, сплава и проводящего полимера.

7. Устройство по п.6, в котором указанный материал выбран из группы, состоящей из алюминия, окиси олова, золота, сплава магния/серебра, окиси индия и их комбинаций.

8. Устройство по п.1, в котором проводящий элемент каждого из волокон, имеющих указанное покрытие из электрооптически активного вещества, составляет примерно 50-99% от общей толщины указанных волокон.

9. Устройство по п.1, в котором указанные волокна из упомянутых первого и второго наборов волокон упорядочены практически перпендикулярно друг другу.

10. Устройство по п.1, в котором указанные волокна из упомянутых первого и второго наборов волокон переплетены в форме тканой структуры.

11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее генератор электрического или магнитного поля или потока для формирования электрического или магнитного поля или потока у пересечений, образованных пересекающимися волокнами упомянутых первого набора волокон и второго набора волокон.

12. Устройство по п.11, в котором электрическое или магнитное поле или поток имеет направление, выбранное из группы, состоящей из постоянного направления и переменного направления.

13. Устройство по п.1, в котором указанный проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон независимо имеет поперечное сечение, выбранное из группы, состоящей из круглого поперечного сечения, эллиптического поперечного сечения, треугольного поперечного сечения, многоугольного поперечного сечения, квадратного поперечного сечения и прямоугольного поперечного сечения.

14. Устройство по п.1, в котором указанный проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон независимо имеет соотношение толщины и ширины от 1:1 до 1:2000.

15. Устройство по п.1, в котором указанный проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон дополнительно покрыт вторым покрытием, выбранным из группы, состоящей из изолирующего покрытия, плохопроводящего покрытия и антикоррозионного покрытия.

16. Устройство по п.1, дополнительно содержащее оболочку, вмещающую указанные волокна из первого набора волокон и волокна из второго набора волокон.

17. Устройство по п.16, в котором указанная оболочка по меньшей мере частично прозрачна.

18. Устройство по п.16, в котором указанная оболочка гибкая.

19. Устройство по п.1, в котором указанное электрооптически активное вещество является электрохромным светомодулирующим веществом, способным к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрохимической окислительно-восстановительной реакции, индуцированной электрическим или магнитным полем или потоком.

20. Устройство по п.1, в котором указанное электрически активное вещество является электрофоретическим светомодулирующим веществом, включающим частицы, несущие магнитный или электрический заряд, и жидкую среду, в которой суспендированы эти частицы, способные к электрофоретическому перемещению под действием электрического или магнитного поля или потока.

21. Информационный дисплей для использования с электронной системой обработки информации, содержащий по меньшей мере одно светомодулирующее устройство в соответствии с п.1.

22. Декоративный экран, содержащий по меньшей мере одно светомодулирующее устройство в соответствии с п.1.

23. Способ изготовления светомодулирующего устройства, включающий следующие стадии: (a) подготовку первого набора волокон и второго набора волокон, в которых каждое из волокон первого и второго наборов включает продольный проводящий элемент, а волокна по крайней мере одного из указанных первого и второго наборов волокон содержат дополнительно покрытие из электрооптически активного вещества, находящегося в тесном контакте с упомянутым проводящим элементом, причем покрытие из электрооптически активного вещества способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока и (b) упорядочивание указанных волокон первого и второго наборов волокон с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними.

24. Способ изготовления светомодулирующего устройства, включающий следующие стадии: (a) подготовку первого набора волокон и второго набора волокон, в которых каждое из волокон первого и второго наборов включает продольный проводящий элемент; (b) упорядочивание указанных волокон первого и второго наборов волокон с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними и (c) покрытие указанных волокон электрооптически активным веществом с формированием тесного контакта с упомянутым проводящим элементом, причем электрооптически активное вещество способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока.

Описание изобретения к патенту

Область изобретения и предпосылки к его созданию

Данное изобретение относится к электрооптическому светомодулирующему устройству и способам его изготовления. В частности, данное изобретение относится к электрооптическому устройству, которое можно использовать для показа изображения путем контролируемого изменения его оптического поведения в избранных участках под влиянием электрического или магнитного поля или потока.

Используемый в заявке термин "изображение" относится к любой изобразительной, графической и/или буквенно-цифровой информации.

Используемый в заявке термин "показ" относится к визуальному представлению любого вида и в любом контексте.

Электрооптические светомодулирующие устройства - это структуры, предназначенные для изменения их оптического поведения в ответ на приложение электрического или магнитного поля или потока, например, электрического потенциала, напряжения или тока. Электрооптические светомодулирующие устройства содержат электрооптически активное вещество, которое способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока, и генератор электрического или магнитного поля или потока для формирования такого поля или потока. Как подробно описано ниже, тщательное проектирование, выполняемое "высокопрецизионными методами", обеспечивает приложение электрического или магнитного поля или потока в желаемых пространственных зонах так, чтобы сформировать изображения.

Используемый в заявке термин "вещество" относится к любому соединению, композиции, дисперсии, суспензии или смеси в твердом, гелеобразном или жидком состоянии.

Электрооптически активные вещества могут подразделяться на электрохромные светомодулирующие вещества и электрофоретические светомодулирующие вещества.

Электрохромные светомодулирующие вещества включают множество химикатов и полимеров, способных к обратимому изменению своего цвета и/или оптической плотности под действием электрохимических окислительно-восстановительных реакций. Пример использования электрохромного светомодулирующего вещества в электрооптическом светомодулирующем устройстве описан в патенте США № 5585958.

Электрофоретические светомодулирующие вещества являются суспензиями, включающими окрашенные или непрозрачные частицы (например, шарики), несущие магнитный или электрический заряд, и жидкую среду, в которой суспендированы эти частицы. Будучи заряженными, эти частицы способны к обратимому и контролируемому изменению их расположения под действием приложенного магнитного или электрического поля или потока путем перемещения, например линейного и/или вращательного. Примеры использования электрофоретических светомодулирующих веществ в электрооптических светомодулирующих устройствах описаны в патентах США № 5057363; 4211668 и 3383382. В этих случаях использованы магнитно- или электростатически заряженные частицы, суспендированные в диэлектрической жидкости, которые способны изменять оптическое поведение суспензии под действием магнитного или электрического поля или потока.

Независимо от того, основываются электрооптические светомодулирующие устройства на электрохромных или электрофоретических светомодулирующих веществах, все электрооптические светомодулирующие устройства включают генератор магнитного или электрического поля или потока. Такой генератор обычно содержит по меньшей мере пару электродов, из которых по крайней мере один сформирован в виде фиксированного рисунка (например, набора линий или сетки), нанесенного на жесткую, плоскую и непрерывную основу микрофотолитографией, многослойной шелкографией или любыми другими высокопрецизионными методами. Второй используемый электрод, как правило, прозрачный и изготовлен из тонкой электропроводящей пленки, обычно осажденной на прозрачной изолирующей подложке, электрически разделяющей электроды. Электрооптически активное светомодулирующее вещество размещено в виде слоя между электродами.

В результате известные электрооптические светомодулирующие устройства ограничены в размерах, в гибкости и в возможности складываться. Кроме того, процесс изготовления известных электрооптических светомодулирующих устройств сложен и неэкономичен.

Таким образом, существует общепризнанная потребность, и было бы крайне полезно иметь электрооптическое светомодулирующее устройство, лишенное вышеупомянутых ограничений, которое (i) легко можно изготавливать в любых желаемых размерах; (ii) является гибким; (iii) складывается и раскладывается; (iv) простое в изготовлении; и, следовательно, (v) экономически эффективно.

Краткое изложение существа изобретения

Цель данного изобретения - создание электрооптического светомодулирующего устройства, которое преодолевает вышеперечисленные ограничения, связанные с известными электрооптическими светомодулирующими устройствами.

Следующая цель данного изобретения - создание гибкого электрооптического светомодулирующего устройства.

Еще одна цель данного изобретения - создание складывающегося электрооптического светомодулирующего устройства.

Еще одна цель данного изобретения - создание простого в изготовлении электрооптического светомодулирующего устройства, устраняющего необходимость в таких прецизионных методиках, как микрофотолитография или многослойная шелкография.

Для этого согласно одному аспекту осуществления изобретения предлагается светомодулирующее устройство, содержащее первый набор волокон и второй набор волокон, упорядоченные в форме двухмерной последовательности пересечений между волокнами первого набора волокон и волокнами второго набора волокон. Каждое из волокон первого и второго наборов включает продольный проводящий элемент, и волокна по крайней мере одного из первого и второго наборов волокон, по меньшей мере у этих пересечений, дополнительно включают покрытие из электрооптически активного вещества, способного к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока.

Согласно другому аспекту осуществления изобретения предлагается способ изготовления светомодулирующего устройства, включающий следующие стадии: (а) подготовку первого набора волокон и второго набора волокон, в которых каждое из волокон первого и второго наборов содержит продольный проводящий элемент, а волокна по крайней мере одного из первого и второго набора волокон имеют дополнительно покрытие из электрооптически активного вещества, находящегося в тесном контакте с проводящим элементом, причем покрытие из электрооптически активного вещества способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока; и (b) упорядочивание волокон первого и второго наборов волокон с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними. Покрытие проводящих элементов электрооптически активным веществом согласно этому варианту данного изобретения может осуществляться, например, экструзией, осаждением из паровой фазы, осаждением из раствора или каким-либо другим известным методом, используемым для покрытия волокон.

Согласно следующему аспекту осуществления изобретения предлагается способ изготовления светомодулирующего устройства, включающий следующие стадии:

(a) подготовку первого набора волокон и второго набора волокон, в которых каждое из волокон первого и второго наборов включает продольный проводящий элемент;

(b) упорядочивание волокон первого и второго наборов волокон с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними;

и (с) покрытие этих волокон электрооптически активным веществом с формированием тесного контакта с проводящим элементом, причем электрооптически активное вещество способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока. Покрытие упорядоченных волокон электрооптически активным веществом согласно этому варианту данного изобретения может осуществляться, например, пропиткой, вымачиванием, маканием, ламинированием, печатанием электрооптически активной печатной краской или каким-либо другим известным методом.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения, описываемым ниже, оптическое поведение выбирается из группы, состоящей из отражательной способности, прозрачности и поглощательной способности.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения оптическое поведение является изменением цвета.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения волокна как первого, так и второго наборов волокон включают покрытие из электрооптически активного вещества.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения волокна, включающие покрытие из электрооптически активного вещества, имеют ширину примерно от 10 мкм до 2 см.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения проводящий элемент содержит материал, выбранный из группы, состоящей из металла, окиси металла, сплава и проводящего полимера.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения этот материал выбирается из группы, состоящей из алюминия, окиси олова, золота, сплава магния/серебра, окиси индия и их комбинаций.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения проводящий элемент каждого из волокон, имеющих покрытие из электрооптически активного вещества, составляет примерно 50-99% от общей толщины указанных волокон.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения волокна из первого набора волокон и волокна из второго набора волокон упорядочены практически перпендикулярно друг к другу.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения волокна из первого набора волокон и волокна из второго набора волокон переплетены в форме тканой структуры.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения устройство дополнительно содержит генератор электрического или магнитного поля или потока для формирования электрического или магнитного поля или потока у пересечений, образованных между пересекающимися волокнами первого и второго наборов волокон.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения электрическое или магнитное поле или поток имеет направление, выбранное из группы, состоящей из постоянного направления и переменного направления.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон независимо имеет поперечное сечение, выбранное из группы, состоящей из круглого поперечного сечения, эллиптического поперечного сечения, треугольного поперечного сечения, многоугольного поперечного сечения, квадратного поперечного сечения и прямоугольного поперечного сечения.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон независимо имеет отношение толщины к ширине от 1:1 до 1:2000.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения проводящий элемент волокон из первого набора волокон и волокон из второго набора волокон дополнительно покрыт вторым покрытием, выбранным из группы, состоящей из изолирующего покрытия, плохо проводящего покрытия и антикоррозионного покрытия.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения устройство дополнительно содержит оболочку, вмещающую волокна из первого набора волокон и волокна из второго набора волокон.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения указанная оболочка по меньшей мере частично прозрачна.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения указанная оболочка гибкая.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения электрооптически активное вещество является электрохромным светомодулирующим веществом, способным к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрохимической окислительно-восстановительной реакции, индуцированной электрическим или магнитным полем или потоком.

Согласно следующим предпочтительным вариантам осуществления изобретения электрооптически активное вещество является электрофоретическим светомодулирующим веществом, включающим частицы, несущие магнитный или электрический заряд, и жидкую среду, в которой суспендированы эти частицы, способные к электрофоретическому перемещению под действием электрического или магнитного поля или потока.

Согласно следующему аспекту осуществления изобретения информационный дисплей для использования с электронной системой обработки информации содержит по меньшей мере одно светомодулирующее устройство, описанное здесь.

Согласно следующему аспекту осуществления изобретения декоративный экран содержит по меньшей мере одно светомодулирующее устройство, описанное здесь.

Данное изобретение успешно преодолевает недостатки известных конструкций путем создания электрооптического светомодулирующего устройства, которое (i) легко может изготавливаться в любых желаемых размерах; (ii) является гибким; (iii) складывается и раскладывается; (iv) простое в изготовлении; и, следовательно, (v) экономически эффективно.

Краткое описание чертежей

Изобретение описывается здесь только в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

фиг.1 и 2 - перспективные виды электрооптического светомодулирующего устройства согласно данному изобретению и фиг.3-5 - поперечные сечения отдельных волокон, используемых для изготовления электрооптического светомодулирующего устройства согласно данному изобретению.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

Данное изобретение - это электрооптическое светомодулирующее устройство, которое можно использовать для показа изображения путем контролируемого изменения его оптического поведения в избранных зонах под действием электрического или магнитного поля или потока. В частности, это изобретение можно использовать для создания такого электрооптического светомодулирующего устройства, которое (i) легко может изготавливаться в любых желаемых размерах; (ii) является гибким; (iii) складывается и раскладывается; (iv) простое в изготовлении; и, следовательно, (v) экономически эффективно.

Принципы и действие электрооптического светомодулирующего устройства согласно данному изобретению могут быть поняты лучше со ссылками на чертежи и прилагаемые описания.

Перед детальным объяснением хотя бы одного осуществления изобретения необходимо уяснить, что применение изобретения не ограничивается применением деталей конструкции и расположением компонентов, приведенными в последующих описаниях или иллюстрациях в чертежах. Изобретение дает возможность к другим осуществлениям или к реализации или выполнению различными другими путями. Также необходимо заметить, что терминология и фразеология, употребляемые в данном тексте, используются лишь с целью описания и не должны рассматриваться как ограничения.

На прилагаемых фиг.1-5 показано несколько предпочтительных вариантов осуществления электрооптического светомодулирующего устройства согласно данному изобретению, которое далее обозначается как устройство 20.

Устройство 20 включает в себя первый набор волокон 22 и второй набор волокон 24. Волокна 22 и 24 упорядочены в форме двухмерной последовательности пересечений между ними предпочтительно так, что каждое отдельное волокно набора 22 пересекает (образует пересечение с) данное волокно 24 только один раз, и наоборот.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, как показано конкретно на фиг.1-2, волокна 22 первого набора волокон и волокна 24 второго набора волокон переплетены в форме тканой структуры. Такое тканое расположение предпочтительно, поскольку оно обеспечивает устройству 20, с одной стороны, прочность и самоподдерживаемость, а с другой стороны, гибкость и складываемость. Однако специалисту в данной области техники будут очевидны другие расположения, например, в которых волокна 22 и 24 упорядочены практически перпендикулярно друг к другу и прикреплены к гибкой диэлектрической подложке.

Каждое из волокон 22 и 24 согласно изобретению содержит продольный проводящий элемент 26. Волокна, как минимум, одного из первого или второго наборов волокон 22, 24, и по крайней мере возле образованных ими пересечений, дополнительно содержат покрытие 28 из электрооптически активного вещества, способного к обратимому изменению своего оптического поведения, например (но не ограничиваясь), отражающей способности, прозрачности, светопоглощения или изменения цвета под действием электрического или магнитного поля или потока постоянного или переменного направления.

В вариантах, показанных на фиг.1 и фиг.3-5, покрытие 28 является твердым покрытием из электрохромного светомодулирующего вещества, покрывающего волокна 22 (фиг.4) или волокна 22 и 24 (фиг.1, 3 и 5) по их длине. Очевидны и другие варианты осуществления, например, когда твердое покрытие 28 присутствует только у пересечений, образованных волокнами 22, 24. Электрохромное светомодулирующее вещество способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрохимической окислительно-восстановительной реакции, индуцированной электрическим или магнитным полем или потоком.

Подходящее электрохромное светомодулирующее вещество для использования в светомодулирующем устройстве согласно изобретению может быть выбрано из широкого круга известных неорганических и органических электрохромных светомодулирующих веществ, таких как, например, электрохромные светомодулирующие вещества, содержащие оксиды переходных металлов, например WO₃, МоО ₃, ТO₂, V₂O₅, Вi₂ O_3, Ni(OH)₂, IrO₂, а также виологен, берлинская лазурь, такие электроактивные полимеры, как, например, полианилин, полипиррол, политиофен или другие органические материалы и их сочетания.

Как показано для примера на фиг.3, покрытие 28 может иметь дополнительно внешнее покрытие 40 из электролита, предпочтительно твердого или гелеобразного электролита, который замыкает электрохимическую ячейку, образованную между парой волокон 22, 24, в которой по меньшей мере одно из волокон покрыто покрытием 28. Такие электролиты общеизвестны и описаны в литературе (см., например, патент США № 5446577).

В частном варианте осуществления изобретения один из наборов волокон, допустим волокна 22, имеют покрытия 28 из катодно окрашивающегося вещества, например, производного политиофена, в то время как другой набор волокон, допустим волокна 24, имеют покрытия 28 из анодно окрашивающегося вещества, например, производного поликарбазола, покрытые гелеобразным электролитом 40. Такое сочетание обеспечивает высокий контраст и быстрое электрохромное переключение между различными цветами. Дальнейшие детали приведены, например, в Интернет-публикации Университета штата Флорида, датированной 6 августа 1996 года, по адресу http://www.chem.ufl.edu.

В уточненном последнем варианте осуществления изобретения волокна 22 включают покрытие 28 из электрохромного вещества, способного к переходу из бесцветного в окрашенное состояние при электрохимическом окислении, в то время как волокна 24 включают покрытие из электрохромного вещества, способного к переходу из бесцветного в окрашенное состояние при электрохимическом восстановлении. Такие материалы общеизвестны и описаны, например, в патенте США № 5818636.

В варианте, показанном на фиг.2, покрытие 28 является жидкостью, как покрывающей волокна 22 и 24, так и присутствующей в зазорах, образованных между этими волокнами. В этом случае устройство 20 дополнительно содержит плотную оболочку 30, вмещающую волокна 22, 24 и жидкое покрытие 28. Оболочка 30 по меньшей мере частично прозрачна и предпочтительно является гибкой, чтобы сохранять гибкость, присущую волоконному строению устройства 20. Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, желательно, чтобы по крайней мере одна сторона оболочки 30 была прозрачной, в то время как другая сторона может быть прозрачной, матовой, окрашенной в цвет, контрастный по отношению к электрофоретически активному веществу, или светоотражающей.

Как очевидно специалисту в данной области техники, отдельные зоны из твердого или микрокапсулированного жидкого электрооптически активного вещества, прикрепленные к упорядоченной структуре из волокон 22 и 24 у пересечений, образованных между ними, могут быть использованы и служить как прерывистое покрытие 28, во всем остальном действующее подобно тому, как описано выше.

Жидкое покрытие 28 может представлять собой либо жидкое электрохромное светомодулирующее вещество, либо электрофоретическое светомодулирующее вещество с жидкой средой, в которой суспендированы непрозрачные или окрашенные частицы, несущие магнитный или электрический заряд. Эти частицы способны к электрофоретическому перемещению под действием электрического или магнитного поля или потока и таким образом изменяют оптическое поведение покрытия 28.

В варианте, показанном на фиг.2, проводящие элементы 26 волокон 22 и/или 24 могут быть дополнительно покрыты изоляционным покрытием 29 для предотвращения взаимного влияния (кросс-токов) между проводящими элементами 26. Если необходимо, в различных вариантах осуществления могут быть использованы дополнительные или заменяющие покрытия, например плохо проводящее покрытие или антикоррозионное покрытие.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения волокна 22 или 24, покрытые покрытием 28, имеют ширину примерно от 10 мкм до 2 см. Толщина волокон зависит в значительной степени от желаемой области применения устройства 20. Более толстые волокна выбираются в случаях очень больших устройств, обозреваемых издалека, в то время как более тонкие волокна используются в небольших устройствах, где требуется высокая разрешающая способность.

Так, разрешающая способность, обеспечиваемая пересечениями, образованными между волокнами 22 и 24, зависит в значительной степени от специфического применения устройства. Например, пересечение через каждые 30-100 мкм адекватно высокой разрешающей способности в телевизионных или компьютерных экранных приложениях, однако для больших экранов, как, например, уличные рекламные щиты, декоративные панели и т.д., которые просматриваются с большого расстояния, допустима более низкая разрешающая способность, адекватная пересечению через каждые несколько миллиметров или несколько сантиметров. Это значит, что для некоторых применений с высокой разрешающей способностью ширина волокон 22, 24 выбирается малой, например 10-100 мкм, тогда как для других применений, которые используют большие экраны, ширина волокон 22, 24 выбирается большей, например от 100 мкм до 2 см.

Проводящие элементы 26 волокон 22 и 24 могут представлять собой металл, окись металла, сплав или проводящий полимер, например алюминий, окись алюминия, золото, сплав магния/серебра, окись индия или их сочетания. Проводящий элемент 26 также может быть изготовлен из дисперсии металла, окиси металла, сплава или проводящего полимера в подходящей матрице, предпочтительно в прозрачной матрице, в концентрации, обеспечивающей требуемую проводимость. Проводящие элементы 26 каждого из волокон 22 и/или 24, имеющих покрытие 28, предпочтительно составляют приблизительно 50-99% от общей толщины волокон.

Устройство 20 дополнительно включает генератор 32 электрического или магнитного поля или потока (например, источник питания). Генератор 32 служит для приложения электрического или магнитного поля или потока у пересечений, образованных между пересекающимися волокнами 22, 24 соответственно из первого и второго наборов волокон. Действительно, каждая пара пересекающихся волокон 22, 24 служит парой электродов, в которой у точки пересечения или скрещения между ними генерируется электрическое или магнитное поле или поток, достаточный для побуждения электрооптически активного вещества к обратимому изменению его оптического поведения. Между волокнами 22, 24 и генератором 32 предпочтительно также наличие соединяющего их контроллера 34, используемого для управления активными пересечениями и т.о. представлением изображения на устройстве 20 в любой данный период времени.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, когда пара пересекающихся волокон 22, 24 соединена с генератором 32, электрический ток протекает через них и через электрохромное светомодулирующее вещество у образованного между ними пересечения. Согласно другому варианту осуществления изобретения, когда пара пересекающихся волокон 22, 24 соединена с генератором 32, электрический ток протекает через них и электрофоретическое светомодулирующее вещество у образованного между ними пересечения испытывает воздействие электрического или магнитного поля или потока. В обоих случаях результат выражается в изменении оптических свойств возле пересечения.

Волокна 22 и/или 24 могут иметь любое желаемое поперечное сечение, например круглое, эллиптическое, треугольное, многоугольное, квадратное и прямоугольное поперечное сечение. Каждый из проводящих элементов 26 волокон 22 и/или 24 предпочтительно имеет отношение толщины к ширине примерно от 1:1 до 1:2000.

Устройство 20 может быть интегрировано в различные системы для показа изображений. Примеры включают, но не ограничивают электронные системы обработки информации, снабженные информационным дисплеем, содержащим по крайней мере одно вышеописанное светомодулирующее устройство; декоративные (например, рекламные) экраны, содержащие по крайней мере одно вышеописанное светомодулирующее устройство; и т.п. Такие продукты, как дисплеи, экраны, зеркала, окна, декоративные панели, динамические обои и т.п., будут реализовывать свойства электрооптического светомодулирующего устройства согласно изобретению.

Другой аспект данного изобретения относится к способу изготовления светомодулирующего устройства. Способ осуществляют путем выполнения следующих стадий: на первой стадии подготавливают первый набор волокон и второй набор волокон, в которых каждое из волокон включает продольный проводящий элемент, причем волокна, как минимум, одного из первого и второго наборов волокон дополнительно включают покрытие из электрооптически активного вещества, находящегося в тесном контакте с проводящим элементом. Покрытие из электрооптически активного вещества способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока. На второй стадии процесса эти волокна упорядочивают с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними.

Покрытие проводящих элементов электрооптически активным веществом согласно этому варианту данного изобретения может осуществляться, например, экструзией, осаждением из паровой фазы, осаждением из раствора или каким-либо другим известным методом, используемым для покрытия волокон. Предпочтительно, чтобы эти методы не относились к высокопрецизионным, поскольку они используются для нанесения однородного покрывающего слоя, а не для точно позиционированного локального нанесения.

Согласно следующему другому аспекту данного изобретения предлагается способ изготовления светомодулирующего устройства. Способ осуществляют путем выполнения следующих стадий: на первой стадии подготавливают первый набор волокон и второй набор волокон, в которых каждое из волокон включает продольный проводящий элемент. На второй стадии процесса волокна первого и второго наборов волокон упорядочивают с образованием двухмерной плотной последовательности пересечений между ними. В заключение эти волокна покрывают электрооптически активным веществом, находящимся в тесном контакте с проводящими элементами. Электрооптически активное вещество способно к обратимому изменению своего оптического поведения под действием электрического или магнитного поля или потока. Покрытие упорядоченных волокон электрооптически активным веществом согласно этому варианту данного изобретения может осуществляться, например, пропиткой, вымачиванием, маканием, ламинированием, печатанием электрооптически активной печатной краской или каким-либо другим известным методом. Как и в предыдущем варианте, предпочтительно, чтобы эти методы не относились к высокопрецизионным, поскольку они используются для нанесения однородного покрывающего слоя, а не для точно позиционированного локального нанесения.

Предлагаемое светомодулирующее устройство имеет преимущества перед известными светомодулирующими устройствами, поскольку оно (i) легко может изготавливаться в любых желаемых размерах; (ii) является гибким; (iii) складывается и раскладывается; (iv) простое в изготовлении; и, следовательно, (v) экономически эффективно.

Хотя изобретение описано в связи с его конкретными вариантами осуществления, очевидно, что существуют много альтернатив, модификаций и вариаций, очевидных для специалистов. Соответственно оно предназначено охватывать все альтернативы, модификации и вариации, способные возникнуть в соответствии с духом и широким толкованием прилагаемых пунктов патентной формулы.