全彩色顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種全彩色顯示裝置，其中，每個(gè)像素可以顯示多個(gè)高質(zhì)量顏色狀態(tài)。更具體地，提供電泳流體，其包括分散在溶劑或溶劑混合物中的四種類(lèi)型的顆粒，并且每個(gè)像素可以顯示至少五種不同的顏色狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】
全彩色顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及全彩色顯示裝置，其中，每個(gè)像素可以顯示多個(gè)高質(zhì)量顏色狀態(tài)，本發(fā) 明還涉及用于這種電泳顯示器的電泳流體。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示器，通常使用彩色濾光器。最常用的方法是將彩色濾光器添加 在像素化顯示器的黑色/白色子像素的頂部以顯示紅色、綠色和藍(lán)色。當(dāng)期望紅色時(shí)，綠色 和藍(lán)色子像素轉(zhuǎn)變成黑色狀態(tài)，以使得僅有的所顯示的顏色是紅色。當(dāng)期望綠色時(shí)，紅色和 藍(lán)色子像素轉(zhuǎn)變成黑色狀態(tài)，以使得僅有的所顯示的顏色是綠色。當(dāng)期望藍(lán)色時(shí)，綠色和紅 色子像素轉(zhuǎn)變成黑色狀態(tài)，以使得僅有的所顯示的顏色是藍(lán)色。當(dāng)期望黑色狀態(tài)時(shí)，三個(gè)子 像素全部轉(zhuǎn)變成黑色狀態(tài)。當(dāng)期望白色狀態(tài)時(shí)，三個(gè)子像素分別轉(zhuǎn)變成紅色、綠色和藍(lán)色， 因此，觀察者看到白色狀態(tài)。
[0003] 這種技術(shù)的最大的缺點(diǎn)是，由于子像素中的每一個(gè)具有期望白色狀態(tài)的約三分之 一的反射率，因此白色狀態(tài)比較暗。為了對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，可以添加僅可以顯示黑色和白色狀 態(tài)的第四子像素，以使得以紅色、綠色或藍(lán)色級(jí)別為代價(jià)(其中，每個(gè)子像素僅是像素的面 積的四分之一)使白色級(jí)別加倍。可以通過(guò)添加來(lái)自白色像素的光來(lái)實(shí)現(xiàn)較明亮的顏色，但 這是以色域?yàn)榇鷥r(jià)實(shí)現(xiàn)的，其使得顏色非常淺和不飽和。類(lèi)似的結(jié)果可以通過(guò)降低三個(gè)子 像素的顏色飽和度來(lái)實(shí)現(xiàn)。甚至利用該方法，白色等級(jí)通常遠(yuǎn)小于黑白顯示器的白色等級(jí) 的一半，使得其對(duì)于顯示裝置(諸如需要良好的可讀的黑-白亮度和對(duì)比度的電子閱讀器或 顯示器)是不可接受的選擇。
【附圖說(shuō)明】
[0004] 圖1示出本發(fā)明的電泳顯示裝置。
[0005] 圖2-1至2-4示出本發(fā)明的示例。
[0006] 圖3示出振動(dòng)波形。
[0007] 圖4和5示出黃色、品紅色和青色狀態(tài)可以如何被圖2的顯示裝置顯示。
[0008] 圖6-1至6-4示出本發(fā)明的另一示例。
[0009] 圖7和8示出紫色、橙色和綠色狀態(tài)可以如何被圖6的顯示裝置顯示。
[0010] 圖9A和9B分別示出與像素電極對(duì)準(zhǔn)或未對(duì)準(zhǔn)的顯示單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一個(gè)方面涉及電泳顯示器，包括：
[0012] (a)多個(gè)像素；以及
[0013] (b)電泳流體，在該電泳流體中，第一類(lèi)型的顆粒、第二類(lèi)型的顆粒、第三類(lèi)型的顆 粒和第四類(lèi)型的顆粒分散在溶劑或溶劑混合物中，并且第一和第二類(lèi)型的顆粒攜帶高電平 的電荷并且電性相反，以及第三和第四類(lèi)型的顆粒攜帶低電平的電荷并且電性相反，
[0014] 其中，像素中的每一個(gè)能夠顯示至少五種不同的顏色狀態(tài)。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二類(lèi)型的顆粒分別是白色和紅色。在一個(gè)實(shí)施例中，第 三和第四類(lèi)型的顆粒分別是藍(lán)色和綠色。在一個(gè)實(shí)施例中，像素中的每一個(gè)能夠顯示白色、 紅色、綠色、藍(lán)色和黑色狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，像素中的每一個(gè)能夠顯示黃色、品紅色和青 色狀態(tài)。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，第三和第四類(lèi)型的顆粒分別是藍(lán)色和黃色。在一個(gè)實(shí)施例中，像 素中的每一個(gè)能夠顯示白色、紅色、黃色、藍(lán)色和黑色狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，像素中的每一 個(gè)能夠顯示綠色、橙色和紫色狀態(tài)。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，低電平的電荷少于高電平的電荷的約50%。在另一實(shí)施例中，低 電平的電荷少于高電平的電荷的約75%。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，電泳流體還包括基本上不帶電的中性懸浮顆粒。在另一實(shí)施例 中，基本上不帶電的中性懸浮顆粒是無(wú)電荷的。
[0019] 本發(fā)明的另一方面涉及一種顯示層，包括電泳流體并在該顯示層的相對(duì)側(cè)上具有 第一和第二表面，電泳流體包括高正顆粒、高負(fù)顆粒、低正顆粒和低負(fù)顆粒，其全部分散在 溶劑或溶劑混合物中，四種類(lèi)型的顆粒分別具有彼此不同的光學(xué)性質(zhì)，以使得：
[0020] (a)與高正顆粒具有相同極性的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致高正顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表 面處顯示;或者
[0021] (b)與高負(fù)顆粒具有相同極性的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致高負(fù)顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表 面處顯示;或者
[0022] (c) 一旦高正顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表面處顯示，則具有與低負(fù)顆粒相同的極性、 對(duì)于克服高正顆粒與高負(fù)顆粒之間的吸引力而言不夠強(qiáng)的、但對(duì)于克服其他電性相反顆粒 之間的吸引力而言足夠的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致低負(fù)顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表面處顯示;或者 [0023] (d) -旦高負(fù)顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表面處顯示，則具有與低正顆粒相同的極性、 對(duì)于克服高正顆粒與高負(fù)顆粒之間的吸引力而言不夠強(qiáng)的、但對(duì)于克服其他電性相反顆粒 之間的吸引力而言足夠的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致低正顆粒的光學(xué)性質(zhì)在第一表面處顯示;或者 [0024] (e)振動(dòng)波形的施加將導(dǎo)致第五光學(xué)性質(zhì)在第一表面處顯不。
[0025] 在本發(fā)明的該方面的一個(gè)實(shí)施例中，四種類(lèi)型的顆粒是紅色、綠色、藍(lán)色和白色。 在另一實(shí)施例中，四種類(lèi)型的顆粒是紅色、黃色、藍(lán)色和白色。在另一實(shí)施例中，四種類(lèi)型的 顆粒是青色、品紅色、黃色和白色。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，四種類(lèi)型的顆粒都不是黑色顆粒，以及第五光學(xué)性質(zhì)是黑色狀 〇
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明的電泳流體包括分散在介電溶劑或溶劑混合物中的四種類(lèi)型的顆粒。為了 便于示出，四種類(lèi)型的顏料顆?？梢员环Q作第一類(lèi)型（11)、第二類(lèi)型（12)、第三類(lèi)型（13)和 第四類(lèi)型（14)的顆粒，如圖1所示。然而，僅利用四種類(lèi)型的顏料顆粒，利用電泳流體的顯示 裝置可以顯示至少五種不同的顏色狀態(tài)，這導(dǎo)致全彩色顯示器。
[0028] 通常，四種類(lèi)型的顆粒被劃分成兩組一一高電荷組和低電荷組。在兩組電性相反 顆粒中，一組攜帶比另一組更強(qiáng)的電荷。因此，四種類(lèi)型的顏料顆粒還可以被稱為高正顆 粒、高負(fù)顆粒、低正顆粒和低負(fù)顆粒。
[0029] 作為示例，紅色顆粒(R)和白色顆粒(W)可以是第一組電性相反顆粒，并且在該組 中，紅色顆粒是高正顆粒，以及白色顆粒是高負(fù)顆粒。藍(lán)色顆粒(B)和綠色顆粒(G)可以是第 二組電性相反顆粒，并且在該組中，藍(lán)色顆粒是低正顆粒，以及綠色顆粒是低負(fù)顆粒。
[0030] 在另一示例中，紅色顆粒可以是高正顆粒；白色顆粒可以是高負(fù)顆粒;藍(lán)色顆?？?以是低正顆粒；以及黃色顆?？梢允堑拓?fù)顆粒。
[0031] 應(yīng)該理解，本發(fā)明的范圍寬泛地包括任何顏色的顆粒，只要四種類(lèi)型的顆粒具有 視覺(jué)上可區(qū)分的顏色即可。
[0032] 對(duì)于白色顆粒，它們可以由無(wú)機(jī)顏料形成，諸如Ti02，Zr02，ZnO，Al2〇 3, Sb2〇3,BaS〇4 或PbS〇4等。
[0033] 對(duì)于黑色顆粒，如果存在，它們可以由Cl顏料黑26或28等(例如，鐵錳黑或銅鉻黑） 或碳黑形成。
[0034] 其他顏色（非白色和非黑色）的顆粒獨(dú)立于諸如紅色、綠色、藍(lán)色、品紅色、青色或 黃色的顏色。用于彩色顆粒的顏料可以包括但不限于CI顏料PR 254，PR122，PR149，PG36， PG58，PG7，PB28，PB15: 3，PY83，PY138，PY150，PY155或PY20。這些是在顏色索引手冊(cè) "New Pigment Application Technology"（CMC Publishing Co,Ltd,1986)和"Printing Ink Technology"（CMC Publishing Co,Ltd, 1984)中描述的常用的有機(jī)顏料。具體示例包括科 萊恩公司的Hostaperm Red D3G 7〇-EDS，Hostaperm Pink E_EDS，PV fast red D3G, Hostaperm red D3G 70,Hostaperm Blue B2G-EDS,Hostaperm Yellow H4G-EDS,Novoperm Yellow HR-70-EDS,Hostaperm Green GNX,BASF Irgazine red L 3630,Cinquasia Red L 4100HD,和Irgazin Red L 3660HD;太陽(yáng)化學(xué)公司的酞菁藍(lán)、酞菁綠、苯胺黃或苯胺AA0T黃。
[0035] 非黑色和非白色的彩色顆粒也可以是無(wú)機(jī)顏料，諸如紅色、綠色、藍(lán)色和黃色顏 料。示例可以包括但不限于CI顏料藍(lán)28、CI顏料綠50和CI顏料黃227。
[0036] 除了顏色以外，四種類(lèi)型的顆粒可以具有其他不同的光學(xué)性質(zhì)，諸如光傳輸、反 射、發(fā)光，或者在意欲用于機(jī)器閱讀的顯示器的情況下，從在可見(jiàn)范圍外的電磁波長(zhǎng)的反射 率的變化的意義上來(lái)說(shuō)的偽色。
[0037] 如也在圖1中示出的，本發(fā)明的利用顯示流體的顯示層具有兩個(gè)表面，觀察側(cè)上的 第一表面（17)和在第一表面（17)的相對(duì)側(cè)上的第二表面（18)。顯示流體夾在兩個(gè)表面之 間。在第一表面（17)的側(cè)上，存在分布在顯示層的整個(gè)頂部的共用電極（17)，其是透明的電 極層(例如，IT0)。在第二表面(18)的側(cè)上，存在包括多個(gè)像素電極（16a)的電極層（16)。 [0038]像素電極在美國(guó)專利No. 7，046,228中進(jìn)行了描述，其內(nèi)容整體通過(guò)引用包含于 此。注意，盡管利用薄膜晶體管(TFT)背板的有源矩陣驅(qū)動(dòng)被提到用于像素電極的層，但本 發(fā)明的范圍包括其他類(lèi)型的電極尋址，只要電極用于期望功能即可。
[0039] 圖1中兩個(gè)垂直虛線之間的每個(gè)空間表示像素。如所示出的，每個(gè)像素具有相應(yīng)的 像素電極。通過(guò)施加至共用電極的電壓和施加至相應(yīng)的像素電極的電壓之間的電勢(shì)差針對(duì) 像素創(chuàng)建電場(chǎng)。
[0040] 流體中四種類(lèi)型的顆粒的百分比可以變化。例如，一種類(lèi)型的顆粒可以占據(jù)電泳 流體的體積的〇. 1 %至50 %，優(yōu)選地0.5 %至15 %。
[0041] 四種類(lèi)型的顆粒分散其中的溶劑是清澈的和無(wú)色的。為了高的顆粒移動(dòng)性，其優(yōu) 選地具有低粘度和在約2至約30、優(yōu)選地約2至約15的范圍的介電常數(shù)。合適的介電溶劑的 示例包括諸如isopar、十氫化萘(DECALIN)、5-亞乙基-2-降冰片烯、脂肪油、石蠟油、硅液的 碳?xì)浠衔?，諸如甲苯、二甲苯、二芳基乙烷、十二烷基苯或烷基萘的芳烴，諸如全氟萘烷、 全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯、3,4,5_三氯三氟甲苯、一氯五氟化苯、二氯壬烷或五 氯苯的鹵化溶劑，以及諸如來(lái)自3M Company，St.Paul MN的FC-43、FC-70或FC-5060的全氟 溶劑，諸如來(lái)自TCI America，Port land, Oregon的聚全氟丙稀氧化物、諸如來(lái)自Halocarbon Product Corp.，River Edge,NJ的鹵經(jīng)油的聚三氟氯乙稀的包含聚合物的低分子量鹵素， 諸如來(lái)自 Aus imont或 Krytox Oils 的Gal den 和來(lái)自 DuPont，Del aware 的Grease s K_Flu id Series的全氟聚醚，來(lái)自Dow-corning的基于聚二甲基硅氧烷的硅油(DC-200)。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，由"低電荷"顆粒攜帶的電荷可以少于由"高電荷"顆粒攜帶的電 荷的約50%、或約5%至約30%。在另一實(shí)施例中，"低電荷"顆?？梢陨儆谟?高電荷"顆粒 攜帶的電荷的約75%、或約15%至約55%。在另一實(shí)施例中，所示出的電荷電平的比較應(yīng)用 至具有相同電荷極性的兩種類(lèi)型的顆粒。
[0043]電荷強(qiáng)度可以根據(jù)電動(dòng)電勢(shì)（zeta potential)測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)電勢(shì) 通過(guò)具有CSPU-100信號(hào)處理單元的Colloidal Dynamics AcoustoSizer IIM、ESA EN#Attn 流通電解池(K: 127)來(lái)確定。在測(cè)試之前輸入在測(cè)試溫度(25°C)下的儀器常數(shù)，諸如樣本中 使用的溶劑的密度、溶劑的介電常數(shù)、溶劑中聲音的速度、溶劑的粘度。顏料樣本分散在溶 劑(其通常是具有少于12個(gè)碳原子的烴流體）中，并按重量稀釋至5-10%之間。樣本還包含 電荷調(diào)節(jié)劑（Solspersel 7000?，從一個(gè) Berkshire Hathaway 公司，Lubrizol Corporation可得；"Solsperse"是注冊(cè)商標(biāo)），其具有電荷調(diào)節(jié)劑與顆粒的1:10的重量比。 稀釋樣本的質(zhì)量被確定，并且樣本之后被裝入流通電解池中以確定電動(dòng)電勢(shì)。
[0044] "高正"顆粒和"高負(fù)"顆粒的量級(jí)可以相同或不同。同樣，"低正"顆粒和"低負(fù)"顆 粒的量級(jí)可以相同或不同。
[0045]還應(yīng)注意，在相同的流體中，兩組高-低電荷顆?？梢跃哂胁煌娖降碾姾刹?。例 如，在一組中，低正帶電顆?？梢跃哂械碾姾蓮?qiáng)度是高正帶電顆粒的電荷強(qiáng)度的30%，在另 一組中，低負(fù)帶電顆?？梢跃哂械碾姾蓮?qiáng)度是高負(fù)帶電顆粒的電荷強(qiáng)度的50%。
[0046]顆粒的電荷的電荷極性和電平可以根據(jù)美國(guó)公開(kāi)No. 2014-0011913描述的方法來(lái) 調(diào)整，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。
[0047] 還注意，四種類(lèi)型的顆粒可以具有不同的顆粒尺寸。例如，較小的顆?？梢跃哂袕?約50nm至約800nm的范圍的尺寸。較大的顆粒的尺寸可以是較小顆粒的尺寸的約2至約50 倍，以及更優(yōu)選地為約2至約10倍。
[0048] 示例 1:
[0049] 該示例在圖2中示出。該示例中的流體具有紅色、綠色、藍(lán)色和白色顏料顆粒。紅色 顆粒(R)攜帶高正電荷，白色顆粒(W)攜帶高負(fù)電荷，藍(lán)色(B)顆粒攜帶低正電荷，以及綠色 顆粒(G)攜帶低負(fù)電荷。
[0050] 在圖2(a)中，當(dāng)將高負(fù)電壓電勢(shì)差(例如，-15V)施加至像素時(shí)，白色顆粒(W)被推 向共用電極(21)側(cè)，并且紅色顆粒(R)被拉至像素電極(22a)側(cè)。藍(lán)色(B)和綠色(G)顆粒由 于它們的較低電荷電平，移動(dòng)得比較高帶電的白色和紅色顆粒慢，因此，它們停留在像素的 中間，綠色顆粒在藍(lán)色顆粒之上。結(jié)果，在觀察側(cè)看到白顏色。
[0051 ]在圖2(b)中，當(dāng)將高正電壓電勢(shì)差(例如，+ 15V)施加至像素時(shí)，顆粒分布將與圖2 (a)所示的相反，結(jié)果，在觀察側(cè)看到紅顏色。
[0052] 在圖2(c)中，當(dāng)將較低的正電壓電勢(shì)差(例如，+3V)施加至圖2(a)的像素（即，從白 色狀態(tài)驅(qū)動(dòng))時(shí)，白色顆粒(W)朝向像素電極(22a)移動(dòng)，而紅色顆粒(R)朝向共用電極(21) 移動(dòng)。當(dāng)它們?cè)谝苿?dòng)時(shí)相遇時(shí)，由于它們對(duì)彼此的強(qiáng)吸引，它們停止移動(dòng)并保持在像素的中 間。換句話說(shuō)，由低正電壓電勢(shì)差生成的電場(chǎng)對(duì)于分離白色和紅色顆粒而言不夠強(qiáng)。
[0053] 然而，該電場(chǎng)對(duì)于分離較低帶電的藍(lán)色和綠色顆粒而言是足夠強(qiáng)的，并且對(duì)于克 服電性相反的高-低顆粒對(duì)（白色/藍(lán)色和紅色/綠色）之間的吸引力而言也是足夠強(qiáng)的。結(jié) 果，較低帶電（正）藍(lán)色顆粒(B)-直移動(dòng)至共用電極（21)側(cè)（即，觀察側(cè)），以及較低帶電 (負(fù))綠色顆粒(G)移動(dòng)至像素電極(22a)側(cè)。因此，在觀察側(cè)看到藍(lán)顏色。
[0054]在圖2(d)中，當(dāng)較低負(fù)電壓電勢(shì)差(例如，-3V)施加至圖2(b)的像素（即，從紅色狀 態(tài)驅(qū)動(dòng))時(shí)，紅色顆粒(R)朝向像素電極(22a)移動(dòng)，而白色顆粒(W)朝向共用電極(21)移動(dòng)。 當(dāng)白色和紅色顆粒相遇時(shí)，由于它們彼此的強(qiáng)吸引，它們停止移動(dòng)并保持在像素的中間。換 句話說(shuō)，由低負(fù)電壓電勢(shì)差生成的電場(chǎng)對(duì)于分離白色和紅色顆粒而言不夠強(qiáng)。
[0055] 然而，該電場(chǎng)對(duì)于分離較低帶電的藍(lán)色和綠色顆粒而言是足夠強(qiáng)的，并且對(duì)于克 服電性相反的高-低顆粒對(duì)（白色/藍(lán)色和紅色/綠色）之間的吸引力而言也是足夠強(qiáng)的。結(jié) 果，較低帶電（負(fù)）綠色顆粒(G)-直移動(dòng)至共用電極側(cè)（即，觀察側(cè)），以及較低帶電（正)藍(lán) 色顆粒(B)移動(dòng)至像素電極側(cè)。因此，在觀察側(cè)看到綠色。
[0056] 在圖2(e)中，從觀察側(cè)看到黑色。這可以通過(guò)以下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)像素處于紅色狀態(tài)(在 圖2b中看到)時(shí)施加振動(dòng)波形以導(dǎo)致紅色、綠色和藍(lán)色顆粒在像素的上部混合，導(dǎo)致在觀察 側(cè)看到黑色狀態(tài)。
[0057]振動(dòng)波形包括將一對(duì)相反驅(qū)動(dòng)脈沖重復(fù)許多周期。例如，振動(dòng)波形可以包括20毫 秒的+ 15V脈沖和20毫秒的-15V脈沖，并且將這樣一對(duì)脈沖重復(fù)50次。這樣的振動(dòng)波形的總 時(shí)間將為2000暈秒(參見(jiàn)圖3)。
[0058] 實(shí)際上，可以有至少10個(gè)重復(fù)（即，十對(duì)正和負(fù)脈沖）。
[0059] 在施加振動(dòng)波形之后，光學(xué)狀態(tài)將來(lái)自顆粒的混合物，在本示例中看到為黑色。
[0060] 在示例中，振動(dòng)波形中驅(qū)動(dòng)脈沖的每一個(gè)被施加不超過(guò)從全白色狀態(tài)至全紅色狀 態(tài)所需的驅(qū)動(dòng)時(shí)間的50 % (或不超過(guò)30 %、10%或5 % )。例如，如果將像素從全白色狀態(tài)驅(qū) 動(dòng)至紅黃狀態(tài)或反向驅(qū)動(dòng)花費(fèi)300毫秒，則振動(dòng)波形可以由正和負(fù)脈沖組成，每個(gè)施加不多 于150毫秒。實(shí)際上，優(yōu)選的是，脈沖較短。
[0061] 還注意到，達(dá)到圖2(c)和2(d)中的顏色狀態(tài)所施加的較低電壓電勢(shì)差可以是將像 素從紅色狀態(tài)驅(qū)動(dòng)至白色狀態(tài)或從白色狀態(tài)至紅色狀態(tài)所需的全部驅(qū)動(dòng)電壓電勢(shì)差的約 5 %至約50 %。
[0062] 盡管示例2示出呈現(xiàn)黑色、白色、紅色、綠色或藍(lán)色狀態(tài)的像素的可能性，但本發(fā)明 還為像素提供呈現(xiàn)黃色、品紅色或青色狀態(tài)的可能性。
[0063]在圖4中，每個(gè)像素具有兩個(gè)子像素。在圖4(a)中，當(dāng)一個(gè)子像素顯示紅色并且另 一子像素顯示綠色時(shí)顯示黃色狀態(tài)。在圖4(b)中，一個(gè)子像素顯示紅色，以及另一子像素顯 示藍(lán)色，導(dǎo)致像素顯示品紅色狀態(tài)。在圖4(c)中，當(dāng)子像素中的一個(gè)顯示藍(lán)色以及另一子像 素顯示綠色時(shí)，像素顯示青色狀態(tài)。
[0064] 為了顯示較明亮的黃色、品紅色或青色狀態(tài)，像素可以由三個(gè)子像素組成。這在圖 5中示出，其中，第三子像素被添加，該第三子像素僅顯示白色狀態(tài)。
[0065] 示例2:
[0066] 該示例在圖6中示出。在該示例中的流體具有紅色、黃色、藍(lán)色和白色顏料顆粒。紅 色顆粒(R)攜帶高正電荷，白色顆粒(W)攜帶高負(fù)電荷，藍(lán)色(B)顆粒攜帶低正電荷，以及黃 色顆粒(Y)攜帶低負(fù)電荷。
[0067] 在圖6(a)中，當(dāng)將高負(fù)電壓電勢(shì)差(例如，-15V)施加至像素時(shí)，白色顆粒(W)被推 至共用電極(61)側(cè)，并且紅色顆粒(R)被拉至像素電極(62a)側(cè)。藍(lán)色(B)和黃色(Y)顆粒，由 于它們較低的電荷電平，移動(dòng)得比較高帶電的白色和紅色顆粒慢，因此它們停留在像素的 中間，黃色顆粒在藍(lán)色顆粒之上。結(jié)果，在觀察側(cè)看到白色。
[0068] 在圖6(b)中，當(dāng)將高正電壓電勢(shì)差(例如，+ 15V)施加至像素時(shí)，顆粒分布將與圖6 (a)中所示的相反，結(jié)果，在觀察側(cè)看到紅色。
[0069] 在圖6(c)中，當(dāng)將較低的正電壓電勢(shì)差(例如，+3V)施加至圖6(a)的像素（即，從白 色狀態(tài)驅(qū)動(dòng))時(shí)，白色顆粒(W)朝向像素電極(62a)移動(dòng)，而紅色顆粒(R)朝向共用電極(61) 移動(dòng)。當(dāng)它們?cè)谝苿?dòng)時(shí)相遇時(shí)，由于它們彼此的強(qiáng)吸引，它們停止移動(dòng)并保持在像素的中 間。換句話說(shuō)，由低正電壓電勢(shì)差生成的電場(chǎng)對(duì)于分離白色和紅色顆粒而言不夠強(qiáng)。
[0070] 然而，該電場(chǎng)對(duì)于分離較低帶電的藍(lán)色和黃色顆粒而言是足夠強(qiáng)的，并且對(duì)于克 服電性相反的高-低顆粒對(duì)（白色/藍(lán)色以及紅色/黃色）之間的吸引力而言也是足夠強(qiáng)的。 結(jié)果，較低帶電的（正)藍(lán)色顆粒(B)-直移動(dòng)至共用電極(61)側(cè)（即，觀察側(cè)），以及較低帶 電的（負(fù))黃色顆粒(Y)移動(dòng)至像素電極(62a)側(cè)。因此，在觀察側(cè)看到藍(lán)色。
[0071] 在圖6(d)中，當(dāng)將較低的負(fù)電壓電勢(shì)差(例如，-3V)施加至圖6(b)的像素（即，從紅 色狀態(tài)驅(qū)動(dòng))時(shí)，紅色顆粒(R)朝向像素電極(62a)移動(dòng)，而白色顆粒(W)朝向共用電極(61) 移動(dòng)。當(dāng)白色和紅色顆粒相遇時(shí)，由于它們彼此的強(qiáng)吸引，它們停止移動(dòng)并保持在像素的中 間。換句話說(shuō)，由低負(fù)電壓電勢(shì)差生成的電場(chǎng)對(duì)于分離白色和紅色顆粒而言不夠強(qiáng)。
[0072] 然而，該電場(chǎng)對(duì)于分離較低帶電的藍(lán)色和黃色顆粒而言是足夠強(qiáng)的，并且對(duì)于克 服電性相反的高-低顆粒對(duì)（白色/藍(lán)色以及紅色/黃色）之間的吸引力而言也是足夠強(qiáng)的。 結(jié)果，較低帶電的（負(fù))黃色顆粒(Y) -直移動(dòng)至共用電極側(cè)（即，觀察側(cè)），以及較低帶電的 (正)藍(lán)色顆粒(B)移動(dòng)至像素電極側(cè)。因此，在觀察側(cè)看到黃色。
[0073] 在圖6(e)中，從觀察側(cè)看到黑色。這可以通過(guò)以下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)像素處于紅色狀態(tài)(在 圖6b中看到)時(shí)施加振動(dòng)波形，導(dǎo)致在觀察側(cè)看到黑色狀態(tài)。
[0074] 類(lèi)似地，如示例2中所述，達(dá)到圖6(c)和6(d)中的顏色狀態(tài)所施加的較低電壓電勢(shì) 差可以是將像素從紅色狀態(tài)驅(qū)動(dòng)至白色狀態(tài)或從白色狀態(tài)至紅色狀態(tài)所需的全部驅(qū)動(dòng)電 壓電勢(shì)差的約5%至約50%。
[0075] 盡管示例2示出呈現(xiàn)黑色、白色、紅色、黃色或藍(lán)色狀態(tài)的像素的可能性，但本發(fā)明 還為像素提供呈現(xiàn)紫色、橙色或綠色狀態(tài)的可能性。
[0076]在圖7中，每個(gè)像素具有兩個(gè)子像素。在圖7(a)中，當(dāng)一個(gè)子像素顯示紅色并且另 一子像素顯示藍(lán)色時(shí)顯示紫色狀態(tài)。同樣，在圖7(b)中，一個(gè)子像素顯示紅色，以及另一子 像素顯示黃色，導(dǎo)致像素顯示橙色狀態(tài)。在圖7(c)中，當(dāng)子像素中的一個(gè)顯示藍(lán)色以及另一 子像素顯示黃色時(shí)，像素顯示綠色狀態(tài)。
[0077] 為了顯示較明亮的紫色、橙色或綠色狀態(tài)，像素可以由三個(gè)子像素組成。這在圖8 中示出，其中，第三子像素被添加，該第三子像素僅顯示白色狀態(tài)。
[0078] 盡管在這兩個(gè)示例中，特定顏色的顆粒被示范來(lái)使用，但實(shí)際上如上所述，攜帶高 正電荷、或高負(fù)電荷、或低正電荷、或低負(fù)電荷的顆?？梢允侨魏晤伾?。所有這些變化意于 在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。例如，四種類(lèi)型的顆粒可以是青色、品紅色、黃色和白色。
[0079] 在本發(fā)明的另一方面中，流體可以進(jìn)一步包括基本上不帶電的中性懸浮顆粒。
[0080] 術(shù)語(yǔ)"基本上不帶電"是指無(wú)電荷或攜帶少于由帶電顆粒攜帶的平均電荷的5%的 電荷的顆粒。在一個(gè)實(shí)施例中，中性懸浮顆粒是不帶電的。
[0081] 術(shù)語(yǔ)"中性懸浮"是指不隨著重力上升或下降的顆粒。換句話說(shuō)，顆粒將在兩個(gè)電 極板之間的流體中漂浮。在一個(gè)實(shí)施例中，中性懸浮顆粒的密度可以與其散布其中的溶劑 或溶劑混合物的密度相同。
[0082]顯示流體中的基本上不帶電的中性懸浮顆粒的濃度按體積優(yōu)選地在約0.1至約 10 %的范圍內(nèi)，按體積更優(yōu)選地在約0.1至約5 %的范圍內(nèi)。
[0083] 基本上不帶電的中性懸浮顆粒可以由聚合物材料形成。聚合物材料可以是共聚物 或均聚物。
[0084] 用于基本上不帶電的中性懸浮顆粒的聚合物材料的示例可以包括但不限于聚丙 烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、多酚和聚硅氧烷。聚合物材料的具體 示例可以包括但不限于聚（甲丙烯酰酸五溴苯酯）、聚（2-乙烯萘）、聚(萘基甲基丙烯酸酯）、 聚(a-甲基苯乙烯）、聚(N-芐基甲基丙烯酰胺）、和聚（甲基丙烯酸芐酯）。
[0085]更優(yōu)選地，基本上不帶電的中性懸浮顆粒由在顯示流體的溶劑中不可溶解的聚合 物形成，并且還具有高折射率。在一個(gè)實(shí)施例中，基本上不帶電的中性懸浮顆粒的折射率不 同于顆粒分散其中的溶劑或溶劑混合物的折射率。然而，基本上不帶電的中性懸浮顆粒的 折射率通常高于溶劑或溶劑混合物的折射率。在一些情況中，基本上不帶電的中性懸浮顆 粒的折射率可以高于1.45。
[0086] 在一個(gè)實(shí)施例中，用于基本上不帶電的中性懸浮顆粒的材料可以包括芳香族基。
[0087] 基本上不帶電的中性懸浮顆?？梢酝ㄟ^(guò)聚合技術(shù)或包括反向乳化-蒸發(fā)過(guò)程的物 理方法由單體制備，聚合技術(shù)諸如懸浮聚合、分散聚合、種子聚合、無(wú)皂聚合、乳液聚合。單 體在存在分散劑的情況下被聚合。分散劑的存在允許聚合物顆粒以期望尺寸范圍形成，并 且分散劑也可以形成物理上或化學(xué)上結(jié)合至聚合物顆粒的表面以防止顆粒凝聚的層。
[0088] 分散劑優(yōu)選地具有(至少八個(gè)原子的）長(zhǎng)鏈，其可以將聚合物顆粒穩(wěn)定在碳?xì)浠?物溶劑中。這種分散劑可以是丙烯酸酯封端或乙烯基封端的高分子，其是合適的，因?yàn)楸?酸酯或乙烯基可以在反應(yīng)介質(zhì)中與單體共聚。
[0089] 分散劑的一個(gè)具體示例是丙烯酸酯封端的聚硅氧烷(Gelest，MCR-M17，MCR_M22)。 [0090]另一類(lèi)型的合適的分散劑是聚乙烯大分子單體，如以下所示：
[0091] ch3- [ -ch2- ] n-CH2〇-C (= 0) -C (CH3) = CH2
[0092]大分子單體的主干可以是聚乙烯鏈，以及整數(shù)"n"可以是30-200。這種類(lèi)型的大分 子單體的合成可以在Seigou Kawaguchi等的Designed Monomers and Polymers,2000,3， 263中找到。
[0093]如果流體系統(tǒng)被氟化，則分散劑優(yōu)選地也被氟化。
[0094]可替換地，基本上不帶電的中性懸浮顆粒也可以由涂布有聚合物外殼的核心顆粒 形成，并且外殼可以例如由以上描述的聚合物材料中的任一種形成。
[0095] 核心顆粒可以是諸如Ti02，Zr02，ZnO，Al2〇3，CI顏料黑26或28等(例如，鐵錳黑或銅 鉻黑）的無(wú)機(jī)顏料，或有機(jī)顏料，該有機(jī)顏料諸如來(lái)自太陽(yáng)化學(xué)公司的酞菁藍(lán)、酞菁綠、苯胺 黃、苯胺AA0T黃以及喹吖啶酮、偶氮、羅丹明、二萘嵌苯顏料系列，來(lái)自Kanto Chemical的 Hansa黃G顆粒，以及來(lái)自Fisher的Carbon Lampblack等。
[0096] 在核心-外殼的基本上不帶電的中性懸浮顆粒的情況下，它們可以通過(guò)微膠囊化 方法形成，諸如凝聚法、界面縮聚法、界面交聯(lián)、原位聚合或矩陣聚合。
[0097] 基本上不帶電的中性懸浮顆粒的尺寸優(yōu)選地在約100納米至約5微米的范圍內(nèi)。
[0098] 在本發(fā)明的該方面的一個(gè)實(shí)施例中，添加至流體的基本上不帶電的中性懸浮顆粒 可以具有視覺(jué)上與四種類(lèi)型的帶電顆粒中的一種的顏色基本相同的顏色。例如，在顯示流 體中，可以存在帶電的紅色、綠色、藍(lán)色和白色顆粒、以及基本上不帶電的中性懸浮顆粒，并 且在該情況下，基本上不帶電的中性懸浮顆?？梢允羌t色、綠色、藍(lán)色或白色。
[0099] 在另一實(shí)施例中，基本上不帶電的中性懸浮顆粒可以具有與四種類(lèi)型的帶電顆粒 中的任一種的顏色基本上不同的顏色。
[0100] 流體中的基本上不帶電的中性懸浮顆粒的存在提高了入射光的反射，由此也改進(jìn) 了對(duì)比度，特別是它們由反射材料形成的情況。
[0101] 通過(guò)將基本上不帶電的中性懸浮顆粒添加在四顆粒流體系統(tǒng)中也可以改進(jìn)圖像 穩(wěn)定性?；旧喜粠щ姷闹行詰腋☆w粒可以填充在由帶電顆粒在電場(chǎng)下過(guò)度聚集在電極的 表面上所產(chǎn)生的間隙中，由此防止帶電顆粒由于重力而沉淀。
[0102] 另外，如果基本上不帶電的中性懸浮顆粒是白色，則它們可以提高顯示器的反射 率。如果它們是黑色，則它們可以提高顯示器的黑度。
[0103] 在任何情況下，基本上不帶電的中性懸浮顆粒不影響流體中的四種類(lèi)型的帶電顆 粒的驅(qū)動(dòng)行為。
[0104] 如上所述的電泳流體被填充在顯示單元中。顯示單元可以是如美國(guó)專利No. 6， 930,818中描述的杯狀微單元，該專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。顯示單元還可以是其 他類(lèi)型的微容器，諸如微膠囊、微通道或等效物，而與它們的形狀或尺寸無(wú)關(guān)。所有這些都 在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
[0105] 如圖9A和9B中所示，顯示單元(90)在本發(fā)明中和像素電極(92a)可以是對(duì)準(zhǔn)或不 對(duì)準(zhǔn)的。
[0106]在本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)"約"意于指指示值的±5%。
[0107]盡管參考特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不背離 本發(fā)明的范圍的情況下作出各種改變并且等價(jià)物可以替代。另外，可以作出許多修改來(lái)使 特定情形、材料、組成、過(guò)程、處理步驟適應(yīng)本發(fā)明的目標(biāo)、精神和范圍。所有這些修改意于 在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電泳顯示器，包括： (a) 多個(gè)像素；以及 (b) 電泳流體，在該電泳流體中，第一類(lèi)型的顆粒、第二類(lèi)型的顆粒、第三類(lèi)型的顆粒和 第四類(lèi)型的顆粒分散在溶劑或溶劑混合物中，并且所述第一和第二類(lèi)型的顆粒攜帶高電平 的電荷并且電性相反，以及所述第三和第四類(lèi)型的顆粒攜帶低電平的電荷并且電性相反， 其中，所述像素中的每一個(gè)能夠顯示至少五種不同的顏色狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述第一和第二類(lèi)型的顆粒分別是白色和紅 色。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中，所述第三和第四類(lèi)型的顆粒分別是藍(lán)色和綠 色。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器，所述像素中的每一個(gè)能夠顯示白色、紅色、綠色、藍(lán)色 和黑色狀態(tài)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，所述像素中的每一個(gè)能夠顯示黃色、品紅色和青色狀 ??τ O6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中，所述第三和第四類(lèi)型的顆粒分別是藍(lán)色和黃 色。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，所述像素中的每一個(gè)能夠顯示白色、紅色、黃色、藍(lán)色 和黑色狀態(tài)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器，所述像素中的每一個(gè)能夠顯示綠色、橙色和紫色狀 ??τ O9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，四種類(lèi)型的顆粒是紅色、綠色、藍(lán)色和白色顆 粒，或者四種類(lèi)型的顆粒是紅色、黃色、藍(lán)色和白色顆粒，或者四種類(lèi)型的顆粒是青色、品紅 色、黃色和白色顆粒。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述低電平的電荷少于所述高電平的電荷的 約 50 %。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述低電平的電荷少于所述高電平的電荷的 約 75 %。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述電泳流體還包括基本上不帶電的中性懸 浮顆粒。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示器，其中，所述基本上不帶電的中性懸浮顆粒是無(wú)電荷 的。14. 一種顯示層，包括電泳流體并在該顯示層的相對(duì)側(cè)上具有第一和第二表面，所述電 泳流體包括高正顆粒、高負(fù)顆粒、低正顆粒和低負(fù)顆粒，其全部分散在溶劑或溶劑混合物 中，四種類(lèi)型的顆粒分別具有彼此不同的光學(xué)性質(zhì)，以使得： (a) 與所述高正顆粒具有相同極性的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致所述高正顆粒的光學(xué)性質(zhì)在所 述第一表面處顯示;或者 (b) 與所述高負(fù)顆粒具有相同極性的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致所述高負(fù)顆粒的光學(xué)性質(zhì)在所 述第一表面處顯示;或者 (c) 一旦所述高正顆粒的光學(xué)性質(zhì)在所述第一表面處顯示，則具有與所述低負(fù)顆粒相 同的極性、對(duì)于克服所述高正顆粒與所述高負(fù)顆粒之間的吸引力而言不夠強(qiáng)的、但對(duì)于克 服其他電性相反顆粒之間的吸引力而言足夠的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致所述低負(fù)顆粒的光學(xué)性 質(zhì)在所述第一表面處顯示;或者 (d) -旦所述高負(fù)顆粒的光學(xué)性質(zhì)在所述第一表面處顯示，則具有與所述低正顆粒相 同的極性、對(duì)于克服所述高正顆粒與所述高負(fù)顆粒之間的吸引力而言不夠強(qiáng)的、但對(duì)于克 服其他電性相反顆粒之間的吸引力而言足夠的電場(chǎng)的施加將導(dǎo)致所述低正顆粒的光學(xué)性 質(zhì)在所述第一表面處顯示;或者 (e) 振動(dòng)波形的施加將導(dǎo)致第五光學(xué)性質(zhì)在所述第一表面處顯不。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述四種類(lèi)型的顆粒是紅色、綠色、藍(lán)色和白色顆 粒。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述四種類(lèi)型的顆粒是紅色、黃色、藍(lán)色和白色顆 粒。17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述四種類(lèi)型的顆粒是青色、品紅色、黃色和白色 顆粒。18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述較低帶電顆粒的電荷少于所述較高帶電顆粒 的電荷的50 %。19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述較低帶電顆粒的電荷少于所述較高帶電顆粒 的電荷的75 %。20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的層，其中，所述四種類(lèi)型的顆粒都不是黑色顆粒，以及所述 第五光學(xué)性質(zhì)是黑色狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G02F1/167GK105900005SQ201580004208
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】B·H·陳, H·杜, C·林, H·臧
【申請(qǐng)人】伊英克加利福尼亞有限責(zé)任公司