專利名稱：改良的電泳顯示器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及具有改良的對(duì)比度、切換性能、在最小光密度(Dmin)狀態(tài)下的反射率、和結(jié)構(gòu)完整性的電泳顯示器，以及涉及其制備方法。
背景技術(shù)：
電泳顯示器是基于懸浮在溶劑中的帶電荷顏料微粒的電泳現(xiàn)象制成的非發(fā)射性的裝置。于1969年首次提出。這類顯示器通常包括具有電極的兩塊板，這兩塊板彼此相對(duì)放置并用塑料襯墊料(spacer)分隔開。通常，其中的一塊電極板是透明的。在兩塊電極板之間，密封著懸浮液，該懸浮液包含著色的溶劑和帶電荷顏料微粒。當(dāng)在兩電極之間施加電壓差時(shí)，顏料微粒將遷移到一側(cè)，于是依據(jù)該電壓差的極性可以看到該顏料的顏色或該溶劑的顏色。
為避免不希望的微粒遷移(例如沉淀)，提出在兩個(gè)電極之間劃分區(qū)間，將空間劃分為更小的單元(參見M.A.Hopper和V.Novotny，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)論文集電氣分卷(IEEE Trans.Dev.)，卷ED26，No.8，pp.1148-1152(1979))。然而，在分區(qū)式電泳顯示器的情況下，會(huì)遇到一些困難分區(qū)的形成、密封懸浮液的方法。此外，在分區(qū)式電泳顯示器中，保持不同顏色的懸浮液互相分離也是困難的。
另一種類型的電泳顯示器(見美國專利第3,612,758號(hào))具有電泳盒，這些盒是由平行的線槽(槽或凹槽型)形成。電泳液在槽中的填充和密封是通過分批工藝來完成。此外，不希望的微粒遷移或沉淀，特別是在縱向的，仍然是有待解決的問題。
其后，人們嘗試將懸浮液封裝在微膠囊中。美國專利第5,961,804號(hào)、第5,930,026號(hào)、以及第6,017,584號(hào)描述了微膠囊化的電泳顯示器。這種電泳顯示器具有基本上二維的微膠囊排列，其中各微膠囊含有由介電液與帶電荷顏料微粒的懸浮液(在視覺上與介電溶劑對(duì)比)所組成的電泳組分。這些微膠囊可通過界面聚合、原位聚合、或其他熟知的方法(如物理方法、液內(nèi)固化、或單一/復(fù)合凝聚)來形成。這些微膠囊，在其形成后，可注入位于兩個(gè)隔離電極之間的盒中，或“印刷”于或涂布于透明的導(dǎo)電膜上。這些微膠囊也可以固定在透明的基質(zhì)或粘合劑之內(nèi)，其自身是夾在兩個(gè)電極之間。
用這些在先技術(shù)方法，特別是微膠囊化方法(披露在美國專利第5,961,804號(hào)、第5,930,026號(hào)、以及第6,017,584號(hào)中)制備的電泳顯示器有許多缺點(diǎn)。例如，利用微膠囊化方法制備的電泳顯示器，由于微膠囊壁的化學(xué)性質(zhì)受到對(duì)環(huán)境變化的敏感度(特別是對(duì)于濕度與溫度的敏感度)的不利影響。第二，由于微膠囊的薄壁面與較大微粒尺寸，基于微膠囊的電泳顯示器具有較差的抗刮性。為改進(jìn)該顯示器的操作性，將微膠囊包埋于大量的聚合物基質(zhì)中。由于二電極間距較大，使響應(yīng)時(shí)間變長；而且，由于顏料微粒的有效負(fù)載低，使對(duì)比度降低。因?yàn)殡姾煽刂苿┰谠撐⒛z囊制備期間趨于擴(kuò)散至水/油界面，致使難以增加顏料微粒上的表面電荷密度。微膠囊中顏料微粒的低電荷密度或ζ電位也導(dǎo)致較慢的響應(yīng)速率。此外，因?yàn)槲⒛z囊的大微粒尺寸和與寬尺寸分布，對(duì)于色彩應(yīng)用而言，此類型的用在先技術(shù)制備的電泳顯示器具有較低的分辨率和較差的尋址能力。
在最近的共同未決申請(qǐng)中，即2000年3月3日提交的美國申請(qǐng)09/518,488(對(duì)應(yīng)WO 01/67170)、2001年1月11日提交的美國申請(qǐng)09/759,212(對(duì)應(yīng)WO 02/56097)、2000年6月28日提交的美國申請(qǐng)09/606,654(對(duì)應(yīng)WO 02/01281)和2001年2月15日提交的美國申請(qǐng)09/784,972(對(duì)應(yīng)WO 02/65215)，披露了一種改進(jìn)的電泳顯示器制造技術(shù)，所有這些結(jié)合于此作為參考文獻(xiàn)。該改進(jìn)的電泳顯示器包括隔離的盒，這些隔離的盒由具有明確定義的形狀、尺寸、和縱橫比的微型杯制備而成，并以分散于電介質(zhì)溶劑、優(yōu)選氟化溶劑或溶劑混合物中的帶電荷顏料或含顏料微粒填充。用聚合物密封層單獨(dú)密封經(jīng)填充的盒。該密封層優(yōu)選用包括一種材料的組合物制備而成，所述材料選自由熱塑性塑料、熱塑性彈性體、熱固性塑料、和它們的前體物組成的組。
這種微型杯結(jié)構(gòu)使得可以用規(guī)格多樣化的和有效的輥對(duì)輥連續(xù)生產(chǎn)工藝制作電泳顯示器。這種電泳顯示器可在導(dǎo)電膜(如，ITO/PET)的連續(xù)網(wǎng)上制作，例如，通過(1)在ITO/PET膜上涂布一層可輻射固化組合物，(2)用微模壓或光刻方法制作微型杯結(jié)構(gòu)，(3)用電泳液填充微型杯并密封經(jīng)填充的微型杯，(4)用其他導(dǎo)電膜層壓經(jīng)密封的微型杯，以及(5)把顯示器切割為適當(dāng)?shù)某叽缁蛞?guī)格以用于組裝。
這種電泳顯示器設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，微型杯壁事實(shí)上是內(nèi)置的隔離物，以保持頂部和底部基片相隔固定的距離。這種微型杯顯示器的機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)完整性顯著好于任何在先技術(shù)所制成的顯示器，包括用隔離微粒(spacer particles)制成的顯示器。此外，涉及微型杯的顯示器具有預(yù)期的機(jī)械性能，包括當(dāng)顯示器被彎曲、輥壓、或在壓力作用下(例如在觸屏幕應(yīng)用)時(shí)具有可靠的顯示性能。微型杯技術(shù)的使用也避免需要使用邊緣密封粘合劑，邊緣密封粘合劑將限制和預(yù)先限定顯示板的尺寸，并把顯示液限制在預(yù)定區(qū)域內(nèi)。如果以任何方式切割顯示器，或如果鉆出通透顯示器的孔，用邊緣密封粘合劑方法制成的傳統(tǒng)顯示器將不再具有其功能，原因在于顯示液將完全漏出。與此相反，在微型杯技術(shù)制成的顯示器內(nèi)的顯示液是被封裝和隔離在每個(gè)盒中。這種微型杯顯示器可切割成幾乎任何尺寸，而沒有由于在有效區(qū)域內(nèi)顯示液的損失而損害顯示器性能的危險(xiǎn)。換句話說，這種微型杯結(jié)構(gòu)使規(guī)格多樣化的顯示器制造工藝成為可能，其中該工藝生產(chǎn)連續(xù)的較大的薄片規(guī)格的顯示器，其可切割成任何所希望的規(guī)格。當(dāng)用不同的特定性能(如顏色和切換速率)的液填充盒時(shí)，這種隔離的微型杯或盒結(jié)構(gòu)是特別重要的。如果沒有這種微型杯結(jié)構(gòu)，將很難防止相鄰區(qū)域的流體混合或在應(yīng)用中受到交叉效應(yīng)的影響。
為獲得較高的對(duì)比度，可采用下述兩種方法之一(1)利用變暗背景，以減少通過非活動(dòng)(無效的)分隔壁的漏光，或(2)利用更寬的開口和更窄的分隔壁的微型杯，以增加有效負(fù)載。然而，變暗背景通常導(dǎo)致在最小光密度狀態(tài)具有較低的反射率。另一方面，用更寬的微型杯和更窄的分隔壁制成的顯示盒傾向于對(duì)壓縮和/或剪切力具有較差的抗壓縮和/或剪切力性(例如，用于觸屏板的鋒利筆尖所施加)。
在共同提出的未決專利申請(qǐng)，即2001年8月28日提交的美國中請(qǐng)60/315,647中已經(jīng)披露了微型杯內(nèi)的基本結(jié)構(gòu)，以改善用具有更寬開口和更窄分隔壁的微型杯制成的顯示器的機(jī)械性能和圖像均勻性。然而，這類具有基本結(jié)構(gòu)的微型杯的制造非常昂貴，而且更重要的是，對(duì)比度和最小光密度狀態(tài)下的反射率之間的協(xié)調(diào)仍然沒有解決。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)涉及新穎的多層電泳顯示器結(jié)構(gòu)，其已經(jīng)表現(xiàn)出改善的對(duì)比度、切換性能、最小光密度狀態(tài)下的反射率、和結(jié)構(gòu)完整性。在這種多層電泳顯示器結(jié)構(gòu)中，可使用更淺的微型杯，以獲得可接受的對(duì)比度，并在最小密度狀態(tài)下具有改善的反射率。其結(jié)果是，制造成本顯著降低并且模壓期間的脫模性能也明顯改善。
本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒。這種顯示盒填充以電泳顯示液并單獨(dú)密封。
本發(fā)明的第二個(gè)方面涉及電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒，這種盒填充以不同顏色、光密度、或切換速率的電泳液。
本發(fā)明的第三個(gè)方面涉及電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒，這種盒具有不同的形狀、尺寸、或開口面積和總面積的比例。
本發(fā)明的第四個(gè)方面涉及電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒，在迭放中，一層的非活動(dòng)分隔區(qū)域至少部分地與上一層或下一層的有效盒區(qū)域重疊，優(yōu)選完全重疊。術(shù)語“交錯(cuò)”將在整個(gè)申請(qǐng)書中用來描述這種排列。這種交錯(cuò)排列是必要的，以允許通過上層分隔區(qū)域可以看到來自下層盒的顏色(由光的反射或吸收所產(chǎn)生)。
本發(fā)明的第五個(gè)方面涉及電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒，在迭放中，底層包括填充以電泳液的盒，而電泳液包括分散于黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
本發(fā)明的第六個(gè)方面涉及全色或多色電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層顯示盒，上層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、或藍(lán)色盒，而該電泳顯示液包括分別分散于紅色、綠色、或藍(lán)色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
本發(fā)明的第七個(gè)方面涉及全色或多色電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層顯示盒，底層包括填充以電泳液的黑色盒，其中電泳液包括分散于黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒，而這種黑色盒是以交錯(cuò)方式放置在上層的非活動(dòng)分隔區(qū)域中。
本發(fā)明的第八個(gè)方面涉及全色或多色電泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層顯示盒。底層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色盒，而電泳顯示液包括分別分散于紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。頂層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、和藍(lán)色盒，而電泳顯示液包括分別分散于紅色、綠色、和藍(lán)色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。兩層的著色盒和非活動(dòng)分隔區(qū)域是以交錯(cuò)方式進(jìn)行排列，其中底層的黑色盒套準(zhǔn)頂層的非活動(dòng)分隔區(qū)域。
顏料或含顏料微粒也可以是磁性的。
因而，本發(fā)明的第九個(gè)方面涉及電磁泳顯示器，其具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒。底層包括填充以電磁泳液的顯示盒，而電磁泳液包括分散于無色澄清溶劑或溶劑混合物中的黑色磁性微粒和白色非磁性微粒的混合物。頂層可以包括填充以電泳液的紅色、綠色、和藍(lán)色盒，而電泳液包括分別分散于紅色、綠色、和藍(lán)色溶劑中的白色微粒?？商鎿Q地，頂層可以包括填充以電泳液的顯示盒，而電泳液包括分散于無色澄清溶劑或溶劑混合物中的白色和彩色微粒的混合物。
本發(fā)明的第十個(gè)方面涉及制備電泳顯示器的方法，如在本發(fā)明的第一個(gè)至第九個(gè)方面所描述的，這種電泳顯示器具有迭放在一起的兩層或更多層顯示盒。
雖然在本中請(qǐng)中使用術(shù)語“顯示盒”，但應(yīng)當(dāng)明了的是，該術(shù)語廣泛涵蓋分區(qū)式顯示盒、細(xì)微紋溝或微槽型顯示盒(美國專利第3,612,758號(hào))、微膠囊型顯示盒(美國專利第5,961,804號(hào)、第5,930,026號(hào)、和第6,017,584號(hào))、和根據(jù)在WO 01/67170中所描述的微型杯技術(shù)制造的顯示盒。
當(dāng)在本申請(qǐng)中使用術(shù)語“微型杯”時(shí)，應(yīng)當(dāng)明了的是，本發(fā)明的多層顯示器也可應(yīng)用于其他顯示盒，如分區(qū)式顯示盒、細(xì)微紋溝或微槽型顯示盒、和微膠囊型顯示盒。
在多層電泳顯示器中，上文所指的頂(或上)層通常是觀看側(cè)觀看側(cè)，而底(或下)層是非觀看側(cè)。
附圖簡要描述

圖1表示用微型杯技術(shù)制備的典型的電泳顯示盒，其中具有變暗背景以改善對(duì)比度。在“ON”和“OFF”狀態(tài)，觀看者都將通過非活動(dòng)分隔區(qū)域看到背景色。獲得了在最小光密度狀態(tài)具有較低反射率的顯示器。
圖2a和2b分別表示兩層電泳顯示器的“ON”(最小光密度)和“OFF”(最大光密度)狀態(tài)。在最小光密度狀態(tài)，兩層的白色微粒都將被吸引到微型杯的頂部。上層的非活動(dòng)分隔區(qū)域?qū)⒊尸F(xiàn)白色，因?yàn)楣獗辉诘撞课⑿捅瓕又械陌咨⒘７瓷浠厝?。與之相反，在最大光密度狀態(tài)，兩層的白色微粒都被吸引到微型杯的底部，上層的非活動(dòng)分隔區(qū)域?qū)⒊尸F(xiàn)彩色，因?yàn)楣獗辉诘撞课⑿捅瓕又械闹軇┧铡?br> 圖3a和3b表示制造具有兩層或更多層顯示盒的電泳顯示器的方法。圖3a表示通過層壓兩個(gè)微型杯層制備兩層電泳顯示器的方法，其中微型杯的密封側(cè)互相面對(duì)。圖3b表示制備兩層電泳顯示器的另一種方法，通過(i)將微型杯層從脫?；D(zhuǎn)移到在導(dǎo)電膜上的第二個(gè)微型杯層上，和(ii)可選地用粘合劑，將生成的復(fù)合膜層壓于導(dǎo)電膜上。方法(i)可以重復(fù)以制備具有兩層以上顯示盒的電泳顯示器。
圖4a和4b表示兩層彩色電泳顯示器，其中頂層包括填充以紅色、綠色、和藍(lán)色電泳液的微型杯，而底層包括填充以黑色電泳液的微型杯。
圖5a和5b表示兩層全色電泳顯示器，其中頂層包括填充以紅色、綠色、和藍(lán)色電泳液的微型杯，而底層包括填充以紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色電泳液的微型杯。上層的紅色、綠色、藍(lán)色、和非活動(dòng)分隔區(qū)域分別搭接對(duì)齊于下層的紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色微型杯。
發(fā)明詳述定義除非在本說明書中另有定義，否則在此所用的技術(shù)術(shù)語皆根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員通常使用并理解的慣用定義而使用。
術(shù)語“微型杯”是指由微模壓或圖形曝光所生成的杯狀凹處。
當(dāng)說明該微型杯或盒時(shí)，術(shù)語“有明確定義的”是指該微型杯或盒具有根據(jù)本制造方法的特定參數(shù)預(yù)定的明確的形狀、尺寸、和縱橫比。
“縱橫比”一詞為電泳顯示器領(lǐng)域中一般所知的詞匯。在本申請(qǐng)中，它是指盒的深度對(duì)寬度或深度對(duì)長度的比例。
術(shù)語“最大光密度”(“Dmax”)表示顯示器可達(dá)到的最大光密度。
術(shù)語“最小光密度”(“Dmin”)是指顯示背景的最小光密度。
術(shù)語“對(duì)比度”被定義為最小光密度狀態(tài)下電泳顯示器的反射百分比和最大光密度狀態(tài)下顯示器的反射百分比之比率。
I.優(yōu)選具體實(shí)施例如圖1所示，由微型杯技術(shù)制備的電泳顯示盒包括兩個(gè)電極板10，11，至少其中之一是透明的10，以及封裝在兩個(gè)電極之間的一層盒12。這些盒填充以分散于著色介電溶劑中的帶電荷顏料或含顏料微粒并用密封層13密封。優(yōu)選地，該密封層遍布分隔壁16并在其上形成連續(xù)的層(在圖1中未示出)。可選地用粘合劑層14，將經(jīng)密封的盒層壓于第二種導(dǎo)電膜10上。當(dāng)在兩電極之間施加電壓差，帶電荷微粒遷移到一側(cè)，因而通過透明導(dǎo)電膜10可以看到該顏料的顏色或該溶劑的顏色。此外，至少兩個(gè)導(dǎo)電膜之一是圖像化的。為改善電泳顯示器的對(duì)比度，通常采用下述兩種方法之一(a)采用較高有效負(fù)載的微型杯(較高的縱橫比和/或較高的開口面積和總面積的比例)或(b)在非觀看側(cè)使用黑化導(dǎo)電膜11。因?yàn)樵诜腔顒?dòng)分隔區(qū)域16不存在任何光散射微粒，在“ON”和“OFF”狀態(tài)，觀察者都將通過這種分隔區(qū)域看到背景色。這類單層電泳顯示器的黑化背景導(dǎo)致更高的最大光密度和對(duì)比度，但在最小光密度狀態(tài)下更低的反射率。而且，使用高有效負(fù)載盒，在另一方面，不僅增加制造的困難程度而且增加制造成本。
在交錯(cuò)的兩層結(jié)構(gòu)中，如圖2a和2b所示，則不存在對(duì)比度和在最小密度狀態(tài)下的反射率之間的協(xié)調(diào)問題。在這兩個(gè)圖中，顯示器有上部盒層21和下部盒層22。兩層的盒是用密封層23單獨(dú)密封。這兩層是以交錯(cuò)方式排列并且兩層的密封側(cè)互相面對(duì)。該兩層結(jié)構(gòu)是夾在頂部透明導(dǎo)電膜24和底部導(dǎo)電膜25之間。
在“ON”狀態(tài)(圖2a)，在上層和下層的白色微粒都被吸引到盒的頂部(向著觀看側(cè))。頂層的分隔區(qū)域26將呈現(xiàn)“白色”，因?yàn)楣獗幌聦又械奈⒘７瓷浠厝?。與之相反，在“OFF”狀態(tài)(圖2b)，兩層的白色微粒都被吸引到盒的底部(向著非觀看側(cè))。頂層的分隔區(qū)域?qū)⒊尸F(xiàn)“彩色”，因?yàn)楣獗幌聦又械闹殡娙軇┧铡Ｆ浣Y(jié)果是，可以改善顯示器的最大密度和對(duì)比度，而沒有與最小光密度狀態(tài)下的反射率協(xié)調(diào)的問題。
該兩層或多層電泳顯示器也允許使用具有較低有效負(fù)載的盒(較低的縱橫比和較低的開口面積和總面積的比例)以達(dá)到較高的對(duì)比度并在最小光密度狀態(tài)下具有較高的反射率。這顯著改善了模壓工藝的脫模性能并降低模具制造工藝的成本和困難程度。
雖然包括由微型杯技術(shù)制備的盒的顯示板被認(rèn)為是優(yōu)選的具體實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)明了的是，具有兩層或更多層顯示板的電泳顯示器可以用本技術(shù)領(lǐng)域已知的其他技術(shù)來制備，如傳統(tǒng)的分區(qū)式顯示器、細(xì)微紋溝或微槽型顯示器、或微膠囊型顯示器(根據(jù)，例如，美國專利第5,930,026號(hào)、第5,961,804號(hào)、和第6,017,584號(hào)所制備)。
微型杯的制備基于微型杯的顯示盒可以通過微模壓、光刻法、或預(yù)穿孔來制備，如在下述共同提出的未決專利申請(qǐng)中，即2000年3月3日提交的美國申請(qǐng)09/518,488(對(duì)應(yīng)WO 01/67170)、2002年8月29日提交的美國申請(qǐng)09/942,532(美國出版物號(hào)2002-75556，出版于2002年6月20日)、2001年1月11日提交的美國申請(qǐng)09/759,212(對(duì)應(yīng)WO 02/56097)、2000年6月28日提交的美國申請(qǐng)09/606,654(對(duì)應(yīng)WO 02/01280)和2001年2月15日提交的美國申請(qǐng)09/784,972(對(duì)應(yīng)WO 02/65215)所披露的，所有這些結(jié)合于此作為參考文獻(xiàn)。
基于微型杯的顯示盒可具有微粒尺寸，其范圍是從10至200微米，可選地從30至120微米，其在在先技術(shù)方法(披露在美國專利第5,961,804號(hào)、第5,930,026號(hào)和第6,017,584號(hào))中進(jìn)行了討論。
一般來說，基于微型杯的盒可以是任何形狀，并且它們的尺寸和形狀可以改變。盒在一系統(tǒng)中可以是大致均勻的尺寸和形狀。然而，為了使光學(xué)效果達(dá)到最佳，可以制造具有混合不同形狀和尺寸的盒。例如，填充紅色分散體的盒可具有與綠色盒或藍(lán)色盒不同的形狀或尺寸。此外，像素可以由不同顏色的不同數(shù)目的盒組成。例如，像素可以由一定數(shù)量的小的綠色盒、一定數(shù)量的大的紅色盒、和一定數(shù)量的小的藍(lán)色盒組成。不必要使三種顏色的盒具有相同的形狀和數(shù)目。
微型杯的開口可以是圓形的、正方形的、長方形的、六邊形的、或任何其他形狀。開口之間的分隔區(qū)域最好保持細(xì)小，以獲得較高的色飽和度和色對(duì)比度，同時(shí)保持所希望的機(jī)械性能。因此，蜂窩形開口要優(yōu)于例如圓形開口。
對(duì)于反射式電泳顯示器而言，每個(gè)單獨(dú)微型杯的尺寸可以是在大約102至大約106平方微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約103至大約105平方微米。微型杯的深度是在大約3至大約100微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約10至大約50微米。開口面積與總面積的比例是在從約0.1至約0.95的范圍中，優(yōu)選從約0.4至約0.90。微型杯之間的分隔寬度是在從大約2至大約50微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約5至大約20微米。
II.電泳液的制備電泳顯示液也可以通過本技術(shù)領(lǐng)域熟知的方法加以制備，如記載于美國專利第6,017,584號(hào)、第5,914,806號(hào)、第5,573,711號(hào)、第5,403,518號(hào)、第5,380,362號(hào)、第4,680,103號(hào)、第4,285,801號(hào)、第4,093,534號(hào)、第4,071,430號(hào)、第3,668,106號(hào)，以及電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)報(bào)-《電子裝置)》(IEEE Trans.Electron Device)，ED-24，827(1977)和《(應(yīng)用物理學(xué)雜志》(J.Appl.Phys.)49(9)，4820(1978)中的方法。該帶電荷顏料微粒在視覺上與微粒懸浮于其中的介質(zhì)形成對(duì)比。該介質(zhì)為介電溶劑，為達(dá)到高微粒遷移率，最好具有低粘度且介電常數(shù)在約2至約30的范圍內(nèi)，優(yōu)選為約2至約15。適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)溶劑的實(shí)例包括烴類，如萘烷(DECALIN)、5-亞乙基-2-降冰片烯、脂肪油、石蠟油等；芳香烴類如甲苯、二甲苯、苯基二甲苯乙烷、十二烷基苯、和烷基奈等；鹵代溶劑如全氟萘烷、全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯(dichlorobenzotrifluoride)、3，4，5-三氯三氟甲苯(3，4，5-trichlorobenzotrifluoride)、五氟氯苯(chloropentafluoro-benzene)、二氯壬烷、五氯苯等；全氟溶劑如來自明尼蘇達(dá)州St.Paul的3M公司的FC-43、FC-70、和FC-5060等；低分子量的含鹵素聚合物，如來自奧勒崗州Portland的TCI America公司的聚全氟丙烯醚(poly(perfluoropropylene oxide))；聚三氟氯乙烯，如來自新澤西州River Edge的Halocarbon Product公司的鹵烴油；全氟聚烷基醚(perfluoropolyalkylether)，如來自Ausimont公司的Galden，或來自特拉華州DuPont公司的Krytox油和脂K-Fluid系列。在一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施例中，使用聚三氟氯乙烯作為電介質(zhì)溶劑。在另一個(gè)優(yōu)選具體實(shí)施例中，使用聚全氟丙烯醚作為電介質(zhì)溶劑。
懸浮介質(zhì)可用染料或顏料進(jìn)行著色。非離子偶氮和蒽醌染料特別有用。有用的染料實(shí)例包括但不限于亞利桑那州Pylam Products公司生產(chǎn)的油溶紅EGN(Oil Red EGN)、蘇丹紅、蘇丹藍(lán)、油溶藍(lán)、Macrolex藍(lán)、溶劑藍(lán)35(Solvent Blue 35)、Pylam Spirit黑、和FastSpirit黑；Aldrich公司的蘇丹黑B(Sudan Black B)；BASF公司的Thermoplastic黑X-70；以及Aldrich公司的蒽醌藍(lán)、蒽醌黃114、蒽醌紅111和135以及蒽醌綠28。在不可溶顏料的情況下，用于產(chǎn)生介質(zhì)顏色的顏料微粒也可分散于介電介質(zhì)中。優(yōu)選地，這些彩色微粒不帶電荷。如果用于產(chǎn)生介質(zhì)顏色的顏料微粒帶電荷，則它們最好帶有與帶電荷顏料微粒的電荷相反的電荷。如果兩種類型的顏料微粒帶有相同的電荷，那么它們應(yīng)具有不同的電荷密度或不同的電泳遷移率。在任何情況下，用于產(chǎn)生介質(zhì)顏色的染料或顏料必須是化學(xué)上穩(wěn)定的并且與懸浮液中的其他組分相容。
帶電荷顏料微?？蔀橛袡C(jī)或無機(jī)顏料，如來自Sun化學(xué)制品公司的TiO2、酞菁藍(lán)、酞菁綠、二芳基黃、二芳基AAOT黃(diarylideAAOT Yellow)、喹吖啶酮、偶氮、若丹明、系顏料(perylene pigmentseries)；來自Kanto化學(xué)制品公司的漢撒黃G(Hansa yellow G)顆粒；以及來自Fisher公司的碳燈黑(Carbon Lampblack)。優(yōu)選的是亞微米微粒尺寸。這些微粒應(yīng)具有可接受的光學(xué)特性，不應(yīng)被電介質(zhì)溶劑溶脹或軟化，并且應(yīng)該是化學(xué)穩(wěn)定的。在正常的操作條件下，所產(chǎn)生的懸浮液也必須穩(wěn)定且能抗沉淀、乳化、或絮凝。
顏料微?？梢猿尸F(xiàn)自身的電荷，或可使用電荷控制劑使之明顯帶電，或可在懸浮于介電溶劑中時(shí)獲得電荷。適當(dāng)?shù)碾姾煽刂苿┦潜绢I(lǐng)域熟知的；它們可為聚合或非聚合性質(zhì)，并且也可以是離子的或非離子的，包括離子型表面活性劑，如二辛基磺基琥珀酸鈉(Aerosol OT)、十二烷基苯磺酸鈉(sodiumdodecylbenzenesulfonate)、金屬皂、聚丁烯丁二酰亞胺(polybutenesuccinimide)、順丁烯二酸酐共聚物、乙烯基吡啶共聚物、乙烯基吡咯烷酮共聚物(如來自International Specialty Products公司的Ganex)、(甲基)丙烯酸共聚物((meth)acrylic acid copolymers)、和(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯共聚物[N，N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate copolymers]。氟化表面活性劑在碳氟化合物溶劑(perfluorocarbon solvents)中作為電荷控制劑特別有用。這些氟化表面活性劑包括FC氟化表面活性劑，如3M公司的FC-170C、FC-171、FC-176、FC430、FC431、和FC-740；以及Zonyl氟化表面活性劑，如Dupont公司的Zonyl FSA、FSE、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100、FSD、和UR。
可通過任何熟知的方法制備適當(dāng)?shù)膸щ姾深伭戏稚Ⅲw，包括研磨、粉碎、球磨、氣流磨(microfluidizing)、以及超聲波技術(shù)。例如，將細(xì)粉末形式的顏料微粒加入懸浮溶劑，所獲混合物被球磨或磨細(xì)數(shù)小時(shí)，從而將高度附聚的干顏料粉分散成最初的微粒。雖然不是最理想的，但在球磨過程中，可對(duì)該懸浮液添加用于產(chǎn)生懸浮介質(zhì)顏色的染料或顏料。
可通過使用適當(dāng)?shù)木酆衔飳⑦@些微粒微膠囊化，使其比重與介電溶劑的比重匹配，以消除顏料微粒的沉淀或乳化?？捎没瘜W(xué)或物理方法完成顏料微粒的微膠囊化。典型的微膠囊化工藝包括界面聚合、原位聚合、相分離、凝聚、靜電涂布、噴霧干燥、流化床涂布、以及溶劑蒸發(fā)。
密度匹配的含顏料微?？筛鶕?jù)在下述共同提出的未決美國專利申請(qǐng)中所披露的方法進(jìn)行制備，即2002年1月3日提交的美國申請(qǐng)60/345,936、也是在2002年1月3日提交的美國申請(qǐng)60/345,934、2002年7月30日提交的美國申請(qǐng)60/400,021、2002年10月10日提交的美國申請(qǐng)60/418,078、以及2002年2月11日提交的美國申請(qǐng)60/356,226。
就黑/白的電泳顯示器而言，該懸浮液包括分散于黑化電介質(zhì)溶劑(含有黑色染料或染料混合物)中的帶電荷的白色二氧化鈦(TiO2)微粒，或包括帶電荷黑色微粒。黑色染料或染料混合物，如亞利桑那州的Pylam Products公司的Pylam Spirit黑和Fast Spirit黑，Aldrich公司的蘇丹黑B，BASF公司的Thermoplastic黑X-70、或不可溶的黑色顏料如碳黑，可用來產(chǎn)生溶劑的黑色。對(duì)于其它有色懸浮液來說，有多種可能性。對(duì)于減色系統(tǒng)而言，帶電荷的TiO2微?；蚝琓iO2微?？蓱腋∮谒{(lán)綠色、黃色、或品紅色的電介質(zhì)溶劑中。該藍(lán)綠色、黃色、或品紅色可通過使用染料或顏料來產(chǎn)生。對(duì)于加色系統(tǒng)而言，帶電荷的TiO2微粒或含TiO2微?？蓱腋∮诩t色、綠色、或藍(lán)色的電介質(zhì)溶劑中，其中該紅色、綠色、或藍(lán)色也可通過使用染料或顏料來產(chǎn)生。對(duì)大多數(shù)的應(yīng)用來說，優(yōu)選采用這種紅色、綠色、和藍(lán)色系統(tǒng)。
III.微型杯的密封基于微型杯的盒可填充以電泳液并密封，如在WO 01/67170和共同提出的未決專利申請(qǐng)，即2002年7月17日提交的美國申請(qǐng)60/396,680、2002年9月23日提交的美國申請(qǐng)60/413,225、2002年9月4日提交的美國申請(qǐng)60/408,256、和2001年6月4日提交的美國申請(qǐng)09/874,391中所披露的，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考?？梢杂迷S多方式來完成微型杯的密封。例如，可以通過用包括溶劑和密封材料的密封組合物涂布經(jīng)填充微型杯來完成微型杯的密封，其中密封材料選自由熱塑性彈性體、聚氨酯、多價(jià)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、腈基丙烯酸酯、多價(jià)的乙烯基化合物(包括苯乙烯、乙烯基硅烷、和乙烯基醚)、多價(jià)的環(huán)氧化物、多價(jià)的異氰酸酯、多價(jià)的丙烯基化合物、包含可交聯(lián)官能團(tuán)的低聚物或聚合物等組成的組。在該密封組合物中可加入添加劑，如聚合物粘合劑或增稠劑、光引發(fā)劑、催化劑、填料、著色劑、或表面活性劑，以改善顯示器的物理機(jī)械性能和光學(xué)性能。該密封組合物與電泳液基本上不相容，并具有比電泳液更低的比重。溶劑蒸發(fā)后，密封組合物在經(jīng)填充的微型杯的頂部形成一致的無縫密封?？赏ㄟ^熱、輻射、電子束、濕氣、界面交聯(lián)、或其他固化方法進(jìn)一步硬化密封層。界面聚合后接著進(jìn)行紫外光固化對(duì)密封過程是非常有利的。在界面薄阻擋層的形成(通過界面聚合)顯著地抑制了電泳層和外涂層之間的混合。然后，通過后固化步驟，優(yōu)選通過紫外光輻射，而完成密封。為進(jìn)一步降低混合的程度，非常希望外涂層的比重顯著低于電泳液的比重?？墒褂脫]發(fā)性有機(jī)溶劑來調(diào)節(jié)涂層的粘度和厚度。當(dāng)外涂層中使用揮發(fā)性溶劑時(shí)，優(yōu)選揮發(fā)性溶劑與電介質(zhì)溶劑不混溶。當(dāng)所用的染料至少部分地可溶于熱固性前體物時(shí)，這種兩步驟的外涂過程特別有用。
特別優(yōu)選用包含熱塑性彈性體或聚氨基酯共聚物的組合物進(jìn)行密封。熱塑性彈性體的實(shí)例包括苯乙烯和異戊二烯、丁二烯或乙烯/丁烯的三嵌段或二嵌段共聚物，如Kraton Polymer公司的KratonTMD及G系列。結(jié)晶橡膠，如聚(乙烯-共-丙烯-共-5-亞甲基-2-降冰片烯)和Exxon Mobil公司的其他EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡膠三元共聚物)也非常有用。
此外，該密封組合物可用例如線上(in-line)混合器分散到電泳液中，并采用如Myrad棒、凹印板、刮刀、槽涂布、或縫涂布等精確的涂布機(jī)械裝置，立即涂布于微型杯上。揮發(fā)性有機(jī)溶劑可用來控制電泳液的粘度和覆蓋度?？捎脪邨U刮刀或類似的裝置將過量的液體刮除?？捎蒙倭康娜跞軇┗蛉軇┗旌衔?，如異丙醇、甲醇、或其水溶液，來清洗微型杯的分隔壁頂部表面上殘留的電泳液。該密封組合物與電泳液基本上不互溶，且比電泳液輕。相分離和溶劑蒸發(fā)后，該密封組合物浮到經(jīng)填充的微型杯的頂部并在其上形成無縫密封層?？赏ㄟ^熱、輻射、或其他固化方法使密封層進(jìn)一步硬化。這就是一步密封方法。
在任何一種密封方法中，聚合物密封層與電解液的頂部表面接觸。該聚合物密封層將電解液封裝在每個(gè)盒中并密封地粘結(jié)于分隔壁的表面。最后，用第二個(gè)電極層10層壓經(jīng)密封的微型杯，其中第二個(gè)電極層可選地用粘合劑層14進(jìn)行預(yù)涂布。
一組具有所希望的密度和溶解度差別(對(duì)最通常使用的聚合物和它們的前體物)的較佳電介質(zhì)溶劑，是鹵化的、特別是氟化的烴及其衍生物?？梢允褂帽砻婊钚詣┮愿纳圃陔娪疽汉兔芊獠牧现g界面的粘結(jié)和浸潤。有用的表面活性劑包括來自3M公司的FC表面活性劑、來自DuPont公司的Zonyl氟化表面活性劑、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟取代的長鏈醇、全氟取代的長鏈羧酸及其衍生物。
IV.單層電泳顯示板的制備該方法可以是連續(xù)的輥對(duì)輥方法，如在WO 01/67170中所披露的。其可以包括下述步驟1.將一層熱塑性或熱固性前體物涂布于導(dǎo)電膜上(可選擇性地使用溶劑)。若有溶劑存在，則該溶劑會(huì)很快揮發(fā)。
2.在高于熱塑性或熱固性前體物層的玻璃化溫度條件下，用預(yù)圖像化凸模對(duì)該熱塑性或熱固性前體物層進(jìn)行模壓。
3.以適當(dāng)方法從熱塑性或熱固性前體物層脫模，最好在其硬化期間或之后進(jìn)行。
4.通過前文所述的一步或二步外涂方法，用電泳液填充和密封微型杯。
5.可選地采用粘合劑層，用第二導(dǎo)電膜層壓經(jīng)密封的電泳盒陣列，其中粘合劑層可為壓敏粘合劑、熱熔粘合劑、一種熱、濕氣、或可輻射固化粘合劑。
如果頂部導(dǎo)電膜對(duì)輻射是透明的，則可以用如紫外光輻射通過頂部導(dǎo)電膜對(duì)層壓的粘合劑進(jìn)行后固化。在層壓步驟后，成品可切割成各種尺寸和形狀。
上述的微型杯制備方法可方便地用另一種在WO 01/67170中所披露的光刻法步驟所代替。全色電泳顯示器可用下述方法制備順序地將紅色、綠色、和藍(lán)色電泳液填充進(jìn)微型杯并接著密封經(jīng)填充的微型杯，如在WO 01/67170中所披露的。
V.具有多層顯示板的電泳顯示器其及制造圖3a和3b表示制造具有兩層或更多層顯示盒的電泳顯示器的方法。
圖3a表示通過層壓顯示盒的頂層31和底層32來制備兩層電泳顯示器的方法，其中顯示盒是用例如在IV節(jié)的步驟1至4中所描述的步驟來制備。經(jīng)填充的顯示盒用密封層33單獨(dú)密封。在觀看側(cè)的導(dǎo)電膜34是透明的而在非觀看側(cè)的導(dǎo)電膜35則可以被黑化?？墒褂谜澈蟿觼泶龠M(jìn)層壓過程。該兩層(31和32)與一層的非活動(dòng)分隔區(qū)域36和另一層的有效盒區(qū)域以交錯(cuò)方式進(jìn)行排列。
圖3b表示另一種制備兩層電泳顯示器的方法，通過(i)用例如在IV節(jié)的步驟1至4中所描述的步驟，在導(dǎo)電膜35上制備顯示盒層32；(ii)用(i)中相同的步驟，在脫離型基片37上制備另一個(gè)顯示盒層31；(iii)可選地用粘合劑(未示出)，將脫離型基片37上的顯示盒層31層壓于層32；(iv)除去脫離型基片；以及(v)可選地用粘合劑(未示出)，將獲得的復(fù)合膜層壓于導(dǎo)電膜34。可以重復(fù)步驟(ii)、(iii)、和(v)，以制備具有兩層以上顯示盒的電泳顯示器。
在如上述所制備的兩層或多層電泳顯示器中，上部微型杯層的非活動(dòng)分隔區(qū)域與下層的微型杯活動(dòng)區(qū)域以交錯(cuò)方式進(jìn)行排列是非常重要的。至少兩導(dǎo)電膜(34和35)之一是預(yù)圖像化的。此外，至少在觀看側(cè)的導(dǎo)電膜34是透明的。
圖4a和4b表示兩層彩色電泳顯示器，其中頂層41包括填充以紅色、綠色、和藍(lán)色電泳液的顯示盒，而底層42包括填充以黑色電泳液的顯示盒。在兩圖中，上層41的非活動(dòng)分隔區(qū)域46與下層42的有效盒區(qū)域交錯(cuò)。這種兩層結(jié)構(gòu)是夾在兩導(dǎo)電膜(44和45)之間。至少兩導(dǎo)電膜之一是透明的。
圖5a和5b表示兩層全色電泳顯示器，其中頂層51包括填充以紅色、綠色、和藍(lán)色電泳液的顯示盒，而底層52包括填充以紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色電泳液的顯示盒。彩色盒和兩層的非活動(dòng)分隔區(qū)域56是以交錯(cuò)方式進(jìn)行排列，因而頂層51的紅色、綠色、藍(lán)色、和非活動(dòng)分隔區(qū)域分別交錯(cuò)對(duì)齊于底層52的紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色微型杯。這種兩層結(jié)構(gòu)是夾在兩導(dǎo)電膜(54和55)之間。至少兩導(dǎo)電膜之一是透明的。
在這種兩層結(jié)構(gòu)中，頂部微型杯層可以適當(dāng)?shù)慕嵌葘訅河诘讓?，以避免形成不希望的莫阿干涉條紋圖?？商鎿Q地，可采用較少對(duì)稱的微型杯陣列以用于類似的目的。
顏料或含顏料微粒、或著色劑微粒也可以是磁性的。在一個(gè)具體實(shí)施例中，兩層電磁泳顯示器可具有包括填充以電磁泳液的顯示盒的底層，其中電磁泳液包括分散于無色澄清溶劑或溶劑混合物中的黑色磁性微粒和白色非磁性微粒的混合物。頂層可包括填充以電泳液的紅色、綠色、和藍(lán)色盒，其中電泳液包括分別分散于紅色、綠色、和藍(lán)色溶劑中的白色微粒。此外，頂層可包括填充以電泳液的顯示盒，其中電泳液包括分散于無色澄清溶劑或溶劑混合物中的白色和黑色微粒的混合物。
未決申請(qǐng)，即2002年3月21日提交的美國申請(qǐng)60/367,325和2002年4月23日提交的美國申請(qǐng)60/375,299，披露了電磁泳顯示層的細(xì)節(jié)，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。
一般而言，在多層顯示器中，盒間隙或兩電極之間的最短距離范圍較好為15至200微米，優(yōu)選為20至50微米。每個(gè)顯示盒層的厚度可以改變，較好在10至100微米的范圍內(nèi)，優(yōu)選在12至30微米的范圍內(nèi)。在每個(gè)顯示盒層中，微粒和染料或著色劑的濃度也可改變，以適應(yīng)不同的應(yīng)用。
實(shí)施例以下所描述的實(shí)施例，是為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更清楚地了解并實(shí)施本發(fā)明，不應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，而僅僅是對(duì)本發(fā)明的說明和示范。
制備1多官能活性保護(hù)膠體Rf-胺的合成 化學(xué)式(I)將17.8克Krytox甲酯(分子量＝約1780，g＝約10，DuPont公司)溶解于含有12克1，1，2-三氯三氟乙烷(Aldrich公司)和1.5克α，α，α-三氟甲苯(Aldrich公司)的溶劑混合物中。在室溫、攪拌下，經(jīng)2小時(shí)，把所得的溶液滴加到另一溶液中，該另一溶液為25克α，α，α-三氟甲苯和30克1，1，2-三氯三氟乙烷中含有7.3克三(2-氨乙基)胺(Aldrich公司)。然后再攪拌混合物8小時(shí)以使反應(yīng)完全。粗產(chǎn)物的紅外光譜清楚地表明在1780cm-1處甲酯的C＝O振動(dòng)消失，而在1695cm-1處出現(xiàn)酰胺產(chǎn)物的C＝O振動(dòng)。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，然后在100℃真空干燥4至6小時(shí)。然后將粗產(chǎn)物溶解于50ml的PFS2溶劑(來自Ausimont公司的低分子量全氟聚醚)，用20ml的乙酸乙酯萃取3次，之后進(jìn)行干燥，獲得17克純產(chǎn)物(Rf-胺1900)，該產(chǎn)物在HT200中表現(xiàn)出極好的溶解性。產(chǎn)物(Rf-胺1780)在HT200中則表現(xiàn)出良好的溶解性。
按照相同的步驟，還合成了其他具有化學(xué)式(I)且具有不同分子量的活性多官能Rf-胺，如Rf-胺4900(g＝約30)、Rf-胺2000(g＝約11)、Rf-胺800(g＝約4)、和Rf-胺650(g＝約3)。
制備2含TiO2微膠囊的制備把9.05克DesmodurN3400脂族聚異氰酸酯(來自Bayer AG公司)和0.49克三乙醇胺(99％，Dow公司)溶解于3.79克丁酮。在生成的溶液中，加入13克TiO2R706(DuPont公司)并在室溫下用轉(zhuǎn)子-定子均化器(IKA ULTRA-TURRAX T25，IKA WORKS公司)均化2分鐘。加入一溶液，該溶液包含1.67克1，5-戊二醇(BASF公司)、1.35克聚環(huán)氧丙烷(分子量＝725，來自Aldrich公司)、2.47克丁酮、和0.32克2％的二月桂酸二丁錫(Aldrich公司)在丁酮中的溶液，并再均化2分鐘。在最后階段，加入在40.0克HT-200(Ausimont公司)中的0.9克Rf-胺4900(來自制備1)并均化2分鐘，接著加入額外的在33.0克HT-200中的0.9克Rf-胺4900并均化2分鐘。獲得具有低粘度的微膠囊分散體。
將獲得的微膠囊分散體在80℃下加熱過夜并在低剪切下攪拌以對(duì)微粒進(jìn)行后固化。用400目(38微米)的篩子過濾生成的微膠囊分散體。用IR-200水份分析儀(Denver Instrument公司)測(cè)得經(jīng)過濾的分散體的微粒和固體含量為29％(重量)。用BeckmanCoulter LS230微粒分析儀測(cè)得經(jīng)過濾的分散體的平均微粒尺寸為約2微米。
將含有1.0％(重量)CuPc-C8F17(下面給出其結(jié)構(gòu))和不同量的在HT-200中的生成的含TiO2微膠囊分散體的電泳顯示液填充進(jìn)微型杯，然后依據(jù)在制備3中所述的程序?qū)@些微型杯進(jìn)行密封并夾在兩個(gè)ITO/PET薄膜之間。
制備3A底涂層的透明導(dǎo)電膜充分混合含有33.2克EB 600TM(UCB公司，佐治亞州的Smyrna)、16.12克SR 399TM(Sartomer公司，賓夕法尼亞州的Exton)、16.12克TMPTA(UCB公司，佐治亞州的Smyrna)、20.61克HDODA(UCB公司，佐治亞州的Smyrna)、2克IrgacureTM369(Ciba公司，紐約的Tarrytown)、0.1克IrganoxTM1035(Ciba公司)、44.35克聚甲基丙烯酸乙酯(分子量為515,000，Aldrich公司，威斯康星州的Milwaukee)、和399.15克丁酮的底涂層溶液，然后用4號(hào)壓延棒(drawdown bar)把這種底涂層溶液涂布到5密耳(mil)透明導(dǎo)電膜上(ITO/PET膜，5密耳OC50，來自弗吉尼亞州Martinsville的CPFilms公司)。把該涂布的ITO膜放入65℃的烘箱中干燥10分鐘，然后用紫外線傳送裝置(DDU公司，加利福尼亞的Los Angles)在氮?dú)夥障?，暴露?.8J/cm2的紫外光。
制備3B微型杯的制備表1微型杯組分

將33.15克EB 600TM(UCB公司，佐治亞州的Smyrna)、32.24克SR 399TM(Sartomer公司，賓夕法尼亞州的Exton)、6克EB 1360TM(UCB公司，佐治亞州的Smyrna)、8克Hycar 1300×43(活性液態(tài)聚合物，Noveon公司，俄亥俄州的Cleveland)、0.2克IrgacureTM369(Ciba公司，紐約的Tarrytown)、0.04克ITX(異丙基-9H-噻噸-9-酮，Aldrich公司，威斯康星州的Milwaukee)、0.1克IrganoxTM1035(Ciba公司，紐約的Tarrytown)、和20.61克HDDA(二丙烯酸-1，6-己二醇酯，UCB公司，佐治亞州的Smyrna)，在室溫下用Stir-Pak混合器(Cole Parmer公司，伊利諾伊州的Vernon)徹底混合約1小時(shí)，然后用離心機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速消泡約15分鐘。
把微型杯組分慢緩地涂布到電鑄制成的4″×4″鎳凸模上，該凸模是用于獲得100μm(長度)×100μm(寬度)×25μm(深度)×15μm(微型杯之間分隔壁的頂部表面寬度)的微型杯陣列。使用一塑料刮刀除去過量的液并把微型杯組合物平緩地?cái)D入鎳模的“凹陷處”。把經(jīng)涂布的鎳模在65℃的烘箱中加熱5分鐘，并在GBC Eagle 35層合機(jī)(GBC公司，伊利諾伊州的Northbrook)上采用帶底涂層的ITO/PET薄膜(在制備3A中制備)進(jìn)行層壓，其中底涂層朝向鎳模，而該層合機(jī)的設(shè)置如下輥溫度為100℃、層壓速度為1英尺/分鐘以及輥間隙為“粗軌距”(“heavy gauge”)。使用紫外線強(qiáng)度為2.5mJ/cm2的紫外線固化工段來固化面板5秒鐘。然后從鎳模上以大約30度的剝離角剝下ITO/PET薄膜，從而得到在ITO/PET薄膜上的4″×4″微型杯陣列?？捎^察到可接受的微型杯陣列脫模。如此獲得的微型杯陣列用紫外線傳送裝置固化系統(tǒng)(DDU公司，加利福尼亞的Los Angles)進(jìn)一步進(jìn)行后固化，其紫外線劑量為1.7J/cm2。
制備3C填充和用密封組合物密封使用0號(hào)壓延棒把電泳液填充進(jìn)依據(jù)制備3B制成的4″×4″微型杯陣列，該電泳液含有在HT-200中的9.7％(干重)的含TiO2微膠囊(依據(jù)制備2制備)、1.0％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微膠囊的總干重)(依據(jù)制備1制成)。用橡膠刮刀將過量的液刮除。
用通用葉片涂板器將密封組合物涂布到經(jīng)填充的微型杯上，該密封組合物含有在丁酮/IPAc/環(huán)己烷氧化物(CHO)(47.5/47.5/5)中的14％(重量)的聚氨基甲酸酯IROSTIC P9815-20(來自Huntsman Polyurethane公司)，然后在室溫干燥，從而形成干厚為大約2至3微米的具有良好均勻性的無縫密封層。
電極層在經(jīng)密封的微型杯上的層壓是用下述方法來完成用層合機(jī)將ITO/PET膜(5密耳)的ITO側(cè)壓到密封層上，層合機(jī)的溫度為120℃，速率為20厘米/分鐘。
比較實(shí)施例1單層微型杯電泳顯示器然后對(duì)依據(jù)制備3C制成的單層微型杯電泳顯示器涂布一薄層黑色涂層，該黑色涂層是涂布在顯示器密封側(cè)(非觀看側(cè))的電極的外表面。在密封層相反側(cè)上的電極膜是觀看側(cè)，從該側(cè)測(cè)量所有電光性能。試驗(yàn)結(jié)果列于表2中，包括在各種歸一化場強(qiáng)條件下的對(duì)比度和最小密度。
實(shí)施例2交錯(cuò)的兩層微型杯電泳顯示器把電泳液填充并密封進(jìn)在制備3C(下層)中制備的微型杯陣列，該電泳液含有在HT200中的6.0％(干重)的含TiO2微膠囊(依據(jù)制備2制備)、1.0％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微粒的總干重)(來自制備1)。把該經(jīng)密封的微型杯層層壓于第二個(gè)經(jīng)密封的微型杯層(上層)(在比較實(shí)施例1中制備)，從而形成交錯(cuò)的兩層電泳顯示器膜，其中上層微型杯層的非活動(dòng)分隔區(qū)域是以交錯(cuò)方式排列并套準(zhǔn)于下層的微型杯的活動(dòng)區(qū)域。按照比較實(shí)施例1對(duì)生成的兩層電泳顯示器膜進(jìn)行評(píng)估。從上層側(cè)測(cè)得的在各種歸一化場強(qiáng)條件下的對(duì)比度和最小密度也總結(jié)于表2中。
實(shí)施例3交錯(cuò)的兩層微型杯電泳顯示器采用實(shí)施例2的相同程序，不同之處在于填充上部微型杯層的電泳液含有在HT200中的9.7％(干重)的含TiO2微粒(來自制備2)、1.0％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微粒的總干重)；而填充下部微型杯層的電泳液含有在HT200中的9.7％(重量)的含TiO2微粒、1.5％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微粒的總干重)。在各種歸一化場強(qiáng)條件下的對(duì)比度和最小密度總結(jié)于表2中。結(jié)果表明，通過增加在下層的染料和微粒濃度，進(jìn)一步改善了對(duì)比度和最小密度。
實(shí)施例4交錯(cuò)的兩層微型杯電泳顯示器采用實(shí)施例2的相同程序，不同之處在于上部微型杯層的電泳液含有在HT200中的9.7％(重量)的含TiO2微粒(來自制備2)、0.7％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微粒的總干重)；而下部微型杯層的電泳液含有在HT200中的9.7％(重量)的含TiO2微粒、1.5％(重量)的CuPc-C8F17、和0.5％(重量)的Rf-胺2000(基于含TiO2微粒的總干重)。在各種歸一化場強(qiáng)條件下的對(duì)比度和最小光密度總結(jié)于表2中。
表2實(shí)施例1至4的對(duì)比度和最小光密度

從表2可以明顯看到，在相同歸一化場強(qiáng)條件下，所有兩層電泳顯示器(實(shí)施例2至4)比單層電泳顯示器(比較實(shí)施例1)表現(xiàn)出顯著更高的對(duì)比度和更低的最小光密度(在最小光密度狀態(tài)具有更高的反射率)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其特定的具體實(shí)施例而加以描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以做多種的改變，以及有多種的等效物可以取代，而不偏離本發(fā)明的真正精神和范圍。此外，可以做許多修改來適合特殊的情況、材料、組合物、工藝、一個(gè)工藝步驟或多個(gè)步驟，而不偏離本發(fā)明的目的、精神和范圍。所有這些改動(dòng)均在所附的本發(fā)明專利申請(qǐng)權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.電泳顯示器，包括一層以上的填充以電泳液的顯示盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述盒用電泳液填充并用聚合物密封層密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中所述顯示盒是用分隔壁分隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器，其中所述聚合物密封層將所述電泳液封裝在每個(gè)盒中并密封地粘結(jié)于所述盒的所述分隔壁的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，其中所述盒是部分填充的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中所述聚合物密封層是與所述電泳液的頂部表面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述顯示盒是分區(qū)式顯示盒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述顯示盒是細(xì)微紋溝或微槽型顯示盒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述顯示盒是微粒尺寸范圍為10至200微米的微膠囊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中所述顯示盒是微粒尺寸范圍為30至120微米的微膠囊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述盒間隙或多層顯示盒的兩電極之間的最短距離范圍是15至200微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示器，其中所述盒間隙或所述多層顯示盒的所述兩電極之間的所述最短距離范圍是20至50微米。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中每層顯示盒的厚度是在10至100微米的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示器，其中每層顯示盒的所述厚度是在12至30微米的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述顯示盒是填充以不同顏色、光密度、切換速率、或磁性能的電泳液。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述層之一包括具有與另一層顯示盒不同的形狀、尺寸、或開口對(duì)總面積比的顯示盒。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述盒是用非活動(dòng)分隔區(qū)域分隔開并用聚合物密封層密封地封裝。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器，其中層的所述非活動(dòng)分隔區(qū)域是以交錯(cuò)方式套準(zhǔn)放置于另一層的有效盒區(qū)域。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示器，包括兩層顯示盒，上層和底層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器，其中所述顯示盒填充以電泳液，包括分散于黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器，其中在觀看側(cè)的所述上層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、或藍(lán)色盒，其中所述電泳顯示液包括分別分散于紅色、綠色、或藍(lán)色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器，是全色或多色電泳顯示器，具有迭放在一起的兩層顯示盒，并且在所述非觀看側(cè)的所述底層包括填充以電泳液的黑色盒，其中所述電泳液包括分散于黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器，是全色或多色電泳顯示器，具有迭放在一起的兩層顯示盒，并且在所述非觀看側(cè)的所述底層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色盒，其中所述電泳顯示液包括分別分散于紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒，而所述頂層包括填充以電泳顯示液的紅色、綠色、和藍(lán)色盒，其中所述電泳顯示液包括分散于紅色、綠色、和藍(lán)色溶劑或溶劑混合物中的白色顏料或含顏料微粒。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的顯示器，其中所述兩層的所述著色盒和所述非活動(dòng)分隔區(qū)域是以交錯(cuò)方式進(jìn)行排列，從而所述頂層的所述紅色、綠色、藍(lán)色、和分隔區(qū)域分別套準(zhǔn)所述底層的所述紅色、綠色、藍(lán)色、和黑色盒。
25.電磁泳顯示器，包括一層以上的顯示盒，其中底層包括填充以電磁泳液的顯示盒，其中所述電磁泳液包括分散于無色清亮溶劑或溶劑混合物中的黑色磁性微粒和白色非磁性微粒的混合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中頂層包括填充以電泳液的紅色、綠色、和藍(lán)色盒，其中所述電泳液包括分別分散于紅色、綠色、和藍(lán)色溶劑中的白色微粒。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其中頂層包括填充以電泳液的顯示盒，其中所述電泳液包括分散于無色清亮溶劑或溶劑混合物中的白色和黑色微粒的混合物。
28.制造具有一層以上的顯示板的電泳顯示器的方法，包括a)分別地制備兩層顯示盒，每層都在導(dǎo)電膜上；b)可選地用粘合劑層把所述層之一層壓于另一層。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中步驟(a)的進(jìn)行如下在導(dǎo)電膜上形成顯示盒，用電泳液填充所述盒，然后用聚合物密封層密封所述經(jīng)填充的盒。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述盒是通過微模壓來制備。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述盒是通過光刻法或預(yù)穿孔來制備。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述兩層的所述盒是用不同的方法制備。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述方法是微模壓、光刻法、或預(yù)穿孔。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中步驟(b)的進(jìn)行如下把所述顯示盒的一層層壓于另一個(gè)顯示板，其中所述兩層的密封側(cè)互相面對(duì)。
35.制備具有一層以上的顯示板的電泳顯示器的方法，包括a)在導(dǎo)電膜上形成第一層顯示盒；b)在轉(zhuǎn)移脫離層上形成第二層顯示盒；c)把所述第二層層壓于所述第一層并除去所述轉(zhuǎn)移脫離層；d)在轉(zhuǎn)移脫離層上可選地分別形成附加的顯示盒層；以及e)把所述附加層層壓于已經(jīng)形成的迭放層的頂層并除去所述轉(zhuǎn)移脫離層；以及f)把第二個(gè)導(dǎo)電膜層壓于所述迭放層的最上層。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中步驟(a)的進(jìn)行如下在導(dǎo)電膜上形成顯示盒，用電泳液填充所述盒，然后用聚合物密封層密封所述經(jīng)填充的盒。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述盒是通過微模壓來制備。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述盒是通過光刻法或預(yù)穿孔來制備。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中步驟(b)和(d)的進(jìn)行如下在所述轉(zhuǎn)移脫離層上形成顯示盒，用電泳液填充所述盒，然后用聚合物密封層密封所述經(jīng)填充的盒。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述盒是通過微模壓來制備。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述盒是通過光刻法或預(yù)穿孔來制備。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述多層顯示盒是用不同的方法制備。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中所述方法是微模壓、光刻法、或預(yù)穿孔。
44.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中步驟(c)的進(jìn)行如下把所述第二層層壓于所述第一層，其中所述兩層的密封側(cè)互相面對(duì)，接著除去所述轉(zhuǎn)移脫離層。
45.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中步驟(e)的進(jìn)行如下把所述附加層層壓于所述已經(jīng)形成的迭放層的頂層，其中所述附加層的密封側(cè)朝向下層，接著除去所述轉(zhuǎn)移脫離層。
46.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中步驟(f)是通過有或無粘合劑層的層壓來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及改良的電泳顯示器及其制備方法，尤其涉及具有改良的對(duì)比度、切換性能、在最小光密度狀態(tài)下的反射率、和結(jié)構(gòu)完整性的電泳顯示器及其制備方法。
文檔編號(hào)G02F1/1347GK1494046SQ0310959
公開日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者梁榮昌, 侯維新, 陳亞娟, 曾金仁, 鐘冶明 申請(qǐng)人:希畢克斯影像有限公司