彩色顯示設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于高亮度或多色彩顯示設(shè)備的解決方案，其中每個(gè)顯示單元可以顯示高質(zhì)量顏色狀態(tài)。更具體地，提供了一種電泳流體，該電泳流體包括三個(gè)類型的帶電顏料微粒和第四類型的基本不帶電的中性浮力微粒的微粒，其全部散布在溶劑或溶劑混合物中。
【專利說明】
彩色顯示設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電泳流體，尤其涉及包含用于改善電泳顯示器的光學(xué)性能的基本不帶 電的中性浮力微粒，和利用此種流體的電泳流體顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示器，通常使用濾色片。最常見的方法是將濾色片加在像素化顯 示器的黑/白子像素的頂上，來(lái)顯示紅、綠和藍(lán)顏色。當(dāng)期望紅顏色，綠和藍(lán)子像素被轉(zhuǎn)為黑 狀態(tài)，以便僅被顯示的顏色為紅色。當(dāng)要求黑狀態(tài)，所有三個(gè)子像素被轉(zhuǎn)為黑狀態(tài)。當(dāng)要求 白狀態(tài)，三個(gè)子像素分別被轉(zhuǎn)為紅、綠和藍(lán)，并且作為結(jié)果，白狀態(tài)被觀察者可見。
[0003 ]此種技術(shù)的缺陷是由于每個(gè)子像素有期望的白狀態(tài)的大約三分之一（1 /3)的反射 率，白狀態(tài)相當(dāng)暗淡。為了對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，可以加入可以僅顯示黑或白狀態(tài)的第四子像素， 以便以紅、綠或藍(lán)色水平(這里每個(gè)子像素僅為像素面積的四分之一）為代價(jià)使白水平翻 倍。更亮的顏色可以通過從白像素加光來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這是以色域的代價(jià)實(shí)現(xiàn)的，其導(dǎo)致顏色非 常淺或不飽和。類似的結(jié)果也可以通過降低三個(gè)子像素的顏色飽和度來(lái)實(shí)現(xiàn)。即便通過這 些方式，白水平通?；旧儆诤诤桶罪@示的一半，使其成為顯示設(shè)備的不可接受的選擇，顯 示設(shè)備為諸如需要良好的可閱讀的黑白亮度和對(duì)比度的電子閱讀器或顯示器。
【附圖說明】
[0004] 圖1描繪了電泳流體，該電泳流體包括三個(gè)類型的帶電顏料微粒和第四類型的基 本不帶電的中性浮力微粒微粒，其全部散布在溶劑或溶劑混合物中。
[0005] 圖2描繪了本發(fā)明的一個(gè)示例。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的一個(gè)方面涉及顯示層，該顯示層包括夾在公共電極和像素電極層之間的 電泳流體，并擁有在其相反側(cè)上的第一和第二表面，所述電泳流體包括第一類型的微粒、第 二類型的微粒、第三類型的微粒和第四類型的微粒，該第四類型的微粒是基本不帶電的中 性浮力微粒，它們?nèi)可⒉荚谌軇┗蛉軇┗旌衔镏?，第一、第二和第三類型的微粒分別具有 不同于其他的第一、第二和第三類型的光學(xué)特征，第一類型的微粒有一種極性的電荷，并且 第二和第三類型的微粒有相反極性的電荷，且第二類型的微粒有電場(chǎng)閾值，以便：
[0007] (a)在公共電極和像素電極之間施加電場(chǎng)時(shí)，其中電場(chǎng)大于電場(chǎng)閾值并且有與第 二類型的微粒相同的極性，則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于像素電極的區(qū)域在第一表面顯示第二光學(xué)特征；
[0008] (b)在公共電極和像素電極之間施加電場(chǎng)時(shí)，該電場(chǎng)大于電場(chǎng)閾值并且有與第一 類型的微粒相同的極性，則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于像素電極的區(qū)域在第一表面顯示第一光學(xué)特征;并 且
[0009] (C) -旦第一光學(xué)特征在第一表面顯不，在公共電極和像素電極之間施加電場(chǎng)時(shí)， 該電場(chǎng)等于或低于電場(chǎng)閾值并且有與第三類型的微粒相同的極性，則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于像素電極 的區(qū)域在第一表面顯示第三光學(xué)特征。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，第一類型的微粒和第二類型的微粒分別具有白和黑顏色。
[0011 ]在一個(gè)實(shí)施例中，第三類型的微粒為非白和非黑。
[0012] 在一實(shí)施例中，光學(xué)特征為顏色狀態(tài)。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒由從下列組中選擇的材料形成，該 組包含: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。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒由從下列組中選擇的材料形成，該 組包含:聚(五溴苯甲基丙烯酸酯）、聚（2-乙烯基萘）、聚（萘基甲基丙烯酸酯）、聚(α-甲基苯 乙烯）、聚(Ν-芐基甲基丙烯酰胺)和聚（甲基丙烯酸芐酯）。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒為核殼微粒。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流體中的濃度為按體積在 0.1到10%的范圍。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流體中的濃度為按體積在 0.1到5%的范圍。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，顯示層顯示第一類型微粒的顏色、第二類型微粒的顏色和第三 類型微粒的顏色，但不顯示第四類型微粒的顏色。
[0019] 本發(fā)明的另一方面涉及電泳流體，其中流體包含第一類型的微粒、第二類型的微 粒、第三類型的微粒和第四類型的微粒，它們?nèi)可⒉荚谌軇┗蛉軇┗旌衔镏?，其?br>[0020] (a)第一類型的微粒和第二類型的微粒攜帶相反電荷極性；
[0021] (b)第三類型的微粒有與第一或第二類型的微粒相同的電荷極性，但更低的強(qiáng)度；
[0022] (c)擁有與第三類型的顏料微粒相同的電荷極性的第一或第二類型的微粒有閾值 電壓;且
[0023] (d)第四類型的微粒為基本不帶電的中性浮力微粒。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 操作期間相反帶電的微粒之間的聚集和帶電微粒粘到觀察側(cè)的顯示單元的表面， 是對(duì)于電泳顯示器可靠性的兩個(gè)主要失效模式。目前為止，還沒有解決此問題而不影響顯 示單元結(jié)構(gòu)的機(jī)械屬性或顯示設(shè)備的電光性能的有效方法。
[0025] 此現(xiàn)象在擁有多個(gè)類型的帶電顏料微粒的流體系統(tǒng)中尤為明顯。這是因?yàn)樵诹黧w 中更高的微粒濃度導(dǎo)致更多微粒粘連。
[0026] 現(xiàn)在本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基本不帶電的中性浮力微?？梢约尤氲搅黧w中來(lái)消除微粒 粘連問題，而不影響顯示設(shè)備的光電性能。
[0027] 術(shù)語(yǔ)"基本不帶電的"指代為不帶電或攜帶少于由同一電泳流體中的其他帶正電 的顏料微?；驇ж?fù)電的顏料微粒攜帶的平均電荷的10%的微粒。在一個(gè)實(shí)施例中，中性浮 力微粒是不帶電的。
[0028]術(shù)語(yǔ)"中性浮力"指代為不隨重力起伏的微粒。換句話說，微粒將浮在兩個(gè)電極板 之間的流體中。在一個(gè)實(shí)施例中，中性浮力微粒的密度可以與這些中性浮力微粒散布其中 的溶劑或溶劑混合物的密度相同。
[0029]本發(fā)明的電泳流體包括三類型的帶電顏料微粒和第四類型的基本不帶電的中性 浮力微粒，它們?nèi)可⒉荚陔娊橘|(zhì)溶劑或溶劑混合物中。為了易于說明，流體有三類型的帶 電顏料微粒，即，白微粒（11)、黑微粒（12)和彩色微粒（13)，以及基本不帶電的中性浮力微 粒(18)，如圖1所示。
[0030] 然而，應(yīng)該明白的是本發(fā)明的范圍廣泛地包括任何顏色的微粒，只要三種類型的 帶電微粒有視覺地可分辨的顏色即可。
[0031] 利用本發(fā)明的顯示流體的顯示層有兩個(gè)表面，在觀察側(cè)的第一表面（16)和在第一 表面(16)相對(duì)側(cè)的第二表面(17)。顯示流體夾在兩個(gè)表面之間。在第一表面(16)的一側(cè)，有 為透明電極層(例如，ΙΤ0)的公共電極，其遍布在整個(gè)顯示層的上部。在第二表面（17)的一 偵I有包含多個(gè)像素電極（15a)的電極層（15)。顯示流體填入顯示單元中。顯示單元可以與 像素電極對(duì)齊或與之不對(duì)齊。對(duì)應(yīng)于像素電極的區(qū)域可以指代為像素或子像素。驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) 于像素電極的區(qū)域是通過施加公共電極和像素電極之間的電壓電勢(shì)差(或作為電場(chǎng)已知） 來(lái)作用。
[0032]像素電極如美國(guó)專利No.7，046,228所描述，其內(nèi)容全部通過引用包含于本文。應(yīng) 該注意的是，利用薄膜晶體管(TFT)背板的有源矩陣驅(qū)動(dòng)對(duì)于像素電極的層而被提及，本發(fā) 明的范圍包括其他類型的電極尋址，只要電極提供期望的功能即可。
[0033] 對(duì)于帶電的白微粒（11 )，它們可以由無(wú)機(jī)顏料形成，諸如TiO2，ZrO2，ZnO ,Al2O3， Sb2O3，BaS〇4，PbS〇4 等。
[0034]對(duì)于帶電的黑微粒（12)，它們可以由Cl顏料黑26或28等(例如，錳鐵氧體黑尖晶石 或鉻酸銅黑尖晶石)或炭黑形成。
[0035]第三類型的帶電顏料微粒（13)通常為非黑和非白，并且其可能屬于諸如紅、綠、 藍(lán)、品紅、青或黃的顏色。用于此類型的微粒的顏料可以包括但不局限于Cl顏料PR 254、 ?尺122、？1?149、？636、？658、？67、？828、？815:3、？￥138、？￥150、？￥155或？￥20。它們是在顏色索 引手冊(cè)"新顏料應(yīng)用技術(shù)(New Pigment Application Technology)"（CMC出版有限公司， 1986)和"印刷油墨技術(shù)(Printing Ink Technology)"（CMC出版有限公司，1984)中描述的 常用的有機(jī)顏料。具體的例子包括Clariant Hostaperm紅D3G 70_EDS、Hostaperm粉E-EDS、 PV快紅D3G、Hostaperm紅D3G 70、Hostaperm藍(lán)B2G-EDS、Hostaperm黃H4G-EDS、Hostaperm綠 GNX、BASF Irgazine紅L 3630、Cinquasia紅L 4100HD和Irgazin紅L 3660HD、Sun Chemical 酞菁藍(lán)、酞菁綠、聯(lián)苯胺黃或聯(lián)苯胺AAOT黃。
[0036]除了顏色，第一、第二和第三類型的帶電微?？梢杂辛硪徊煌墓鈱W(xué)特性，諸如光 的傳輸、反射、發(fā)光（luminescence)或在用于機(jī)器閱讀的顯示的情況中，在可見光范圍外的 電磁波長(zhǎng)的反射中的改變的感覺中的偽顏色。
[0037] 帶電顏料微粒也可以為在其表面涂覆有聚合物層的微粒，并且該聚合物涂層可以 通過各種傳統(tǒng)已知的聚合技術(shù)制備。
[0038] 帶電的顏料微?？梢詳y帶自然電荷或通過電荷控制劑的出現(xiàn)來(lái)充電。
[0039]在流體中的三種類型的帶電微粒的百分比可以不同。例如，黑微?？梢哉嫉郊s 0.1%到10%，優(yōu)選地0.5%到5%的電泳流體的體積；白微粒可以占到約1%到50%，優(yōu)選地 5%到15 %的流體的體積;帶顏色微?？梢哉嫉郊s2 %到20 %，優(yōu)選地4%到10 %的流體的體 積。
[0040]在電泳流體中的基本不帶電的中性浮力微粒(18)的濃度優(yōu)選地在約0.1到約10 % 的體積的范圍中，更優(yōu)選地在約ο. 1到約5 %的體積的范圍中。
[0041] 術(shù)語(yǔ)"約"指代為指示值的± 5 %的范圍。
[0042] 基本不帶電的中性浮力微粒（18)可以由聚合材料形成。該聚合材料可以為共聚物 或均聚物。
[0043] 用于基本不帶電的中性浮力微粒的聚合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、聚硅氧烷等等。聚合材料的更具體的 示例可以包括但不限于聚（五溴苯甲基丙烯酸酯）、聚（2-乙烯基萘）、聚（萘基甲基丙烯酸 酯）、聚(α_甲基苯乙烯）、聚(N-芐基甲基丙烯酰胺)或聚（甲基丙烯酸芐酯）。
[0044] 更優(yōu)選地，基本不帶電的中性浮力微粒由不溶于顯示流體的電介質(zhì)溶劑的聚合物 形成，并且該聚合物也有高的反射率。在一個(gè)實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微粒的反射 率不同于微粒散布其中的溶劑或溶劑混合物的反射率。然而，典型地基本不帶電的中性浮 力微粒的反射率高于溶劑或溶劑混合物的反射率。在某些情況中，基本不帶電的中性浮力 微粒的反射率可以為1.45以上。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，用于基本不帶電的中性浮力微粒的材料可以包括芳族部分 (aromatic moiety)。
[0046] 基本不帶電的中性浮力微?？梢詮膯误w通過聚合技術(shù)來(lái)制備，諸如懸浮聚合、分 散聚合、種子聚合、無(wú)皂聚合、乳液聚合或物理方法，包括逆乳化蒸發(fā)過程。該單體在分散劑 存在的情況下聚合。分散劑的存在讓聚合物微粒以期望的尺寸范圍形成，并且分散劑也可 以形成物理地或化學(xué)地結(jié)合到聚合物微粒的表面的層，來(lái)防止微粒凝聚。
[0047] 分散劑優(yōu)選地有長(zhǎng)鏈(至少八個(gè)原子），其可以將聚合物微粒穩(wěn)定在烴溶劑中。此 分散劑可以為丙烯酸酯封端或乙烯基封端的大分子，其因?yàn)楸┧狨ズ鸵蚁┗鶊F(tuán)可以在 反應(yīng)介質(zhì)中與單體共聚合而為適合。
[0048]分散劑的一個(gè)具體的示例為丙烯酸酯封端的聚硅氧烷(Gelest，MCR-M17、MCR_ M22)〇
[0049]適合分散劑的另一類型為聚乙烯大分子，如下所示：
[0050] CH3- [ - CH2 - ] H-CH2O-C (= 0) -C (CH3) = CH2
[0051]該大分子單體的主鏈可以是聚乙烯鏈，并且η可以為30-200。此類型的大分子單 體的合成可以在"設(shè)計(jì)的單體和聚合物"2000年3卷263頁(yè)中的Seigou Kawaguchi等的文章 (Seigou Kawaguchi et al,Designed Monomers and Polymers，2000,3,263)中找到。
[0052]如果該流體系統(tǒng)為氟化的，則該分散劑也優(yōu)選地為氟化的。
[0053]可替代地，基本不帶電的中性浮力微粒也可以由涂覆有聚合物外殼的核微粒形 成，并且該外殼可以由例如上面識(shí)別出的任何聚合材料形成。
[0054] 該核微粒可以屬于非有機(jī)顏料，諸如1^02、2"2、211〇^12〇 3，(：1顏料黑26或28等等 (例如，錳鐵氧體黑色尖晶石或鉻酸銅黑尖晶石），或有機(jī)顏料，諸如酞菁藍(lán)、酞菁綠、聯(lián)苯胺 黃、聯(lián)苯胺AAOT黃，和來(lái)自Sun Chemica 1的喹卩丫啶酮、偶氮(azo )、若丹明、花顏料系列，來(lái)自 從Kanto Chemical的漢莎黃G微粒，和來(lái)自Fisher的碳燈黑等。
[0055] 在核殼基本不帶電的中性浮力微粒的情況中，它們可以通過微膠囊化方法形成， 諸如凝聚、界面縮聚、界面交聯(lián)、原位聚合或基質(zhì)聚合。
[0056] 基本不帶電的中性浮力微粒的尺寸優(yōu)選地在約100納米到約5微米的范圍內(nèi)。
[0057]在流體中可能有其他顆粒物，其作為添加劑被包含來(lái)增強(qiáng)顯示設(shè)備的性能，諸如 切換速率、成像雙穩(wěn)態(tài)和可靠性。
[0058]三種類型的顏料微粒散布其中的溶劑是清晰和無(wú)色的。其優(yōu)選地有低粘度和在約 2到約30范圍內(nèi)的介電常數(shù)，對(duì)于高微粒流動(dòng)性優(yōu)選地約2到約15。適合的電介質(zhì)溶劑包括 碳?xì)浠衔铮T如異構(gòu)烷烴、十氫化萘(萘烷）、5_亞乙基-2-降冰片烯(norbornene)、脂肪 油、石蠟油、硅流體，芳烴如甲苯、二甲苯、苯基二甲苯乙烷、十二烷基苯或烷基萘，鹵化溶劑 如全氟萘燒、全氟甲苯、全氟二甲苯(perf Iuoroxylene)、二氯三氟甲苯、3,4,5-三氯三氟甲 苯（trichlorobenzotri fluoride)、氯務(wù)氣苯（chloropentafluoro -benzen)、二氯壬燒 (dichlorononane)或五氯苯，和全氟化的溶劑，諸如來(lái)自得自圣保羅MN的3M公司的FC-43、 FC-70或FC-5060，來(lái)自俄勒岡州，波特蘭的TCI America的低分子量含鹵素聚合物，如聚(全 氟環(huán)氧丙烷），來(lái)自新澤西州，拕江邊，Halocarbon Product Corp.的如齒經(jīng)油(Halocarbon Oi Is)的聚（氯三氟乙稀），來(lái)自Ausimont的諸如Galden的全氟聚烷基醚，或來(lái)自特拉華州， DuPont的Krytox油s和Greases K-流體系列，來(lái)自Dow-corning(DC_200)的基于聚二甲基娃 氧烷的硅油。
[0059]三種類型的帶電顏料微粒中的兩種攜帶相反電荷極性，并且第三類型的帶電顏料 微粒為輕微帶電。術(shù)語(yǔ)"輕微帶電"旨在指代微粒的電荷水平低于更強(qiáng)的帶電微粒的電荷強(qiáng) 度的約50 %，優(yōu)選地約5 %到約30 %。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷強(qiáng)度可以用術(shù)語(yǔ)zeta電勢(shì)來(lái)測(cè) 量。在一個(gè)實(shí)施例中，zeta電勢(shì)通過擁有CSF1U-IOO信號(hào)處理單元的Colloidal Dynamics AcoustoSizer HM，ESA EN#Attn流過單元(K: 127)來(lái)確定。儀器常數(shù)，諸如樣品中使用的溶 劑的密度、溶劑的介電常數(shù)、溶劑中的音速、溶劑的粘度，在測(cè)試溫度(25°C)下的所有儀器 常數(shù)在測(cè)試之前被輸入。顏料樣品散布在溶劑中（其通常為擁有少于12個(gè)碳原子的烴流 體），并且按重量稀釋到5-10%之間。樣品也包含電荷控制劑(從Lubrizol Corporation， Berkshire Hathaway公司，可得的Solsperse] 7000?; "Solsperse" 為注冊(cè)商標(biāo)），擁有電荷 控制劑比微粒為1:10的重量比。稀釋的樣品質(zhì)量被確定，然后該樣品被載入穿過單元的流 用來(lái)確定zeta電勢(shì)。
[0060] 如果黑微粒被充正電并且白微粒被充負(fù)電，然后彩色顏料微粒可能為輕微帶電。 換句話說，在此示例中，由黑和白微粒攜帶的電荷比彩色微粒攜帶的電荷有多得多的強(qiáng)度。
[0061] 另外，第三類型的攜帶輕微電荷的帶電微粒有與另外兩種類型的帶更強(qiáng)電的微粒 之一所攜帶的電荷極性相同的電荷極性。
[0062]三種類型的帶電微?？赡苡胁煌某叽?。在一個(gè)實(shí)施例中，三種類型微粒之一為 大于其他兩種類型。需要注意的是在三種類型的微粒中，微粒中輕微帶電的那一類型優(yōu)選 地有更大的尺寸。例如，黑和白微粒二者均為相對(duì)小的，并且它們的尺寸(通過動(dòng)態(tài)光散射 檢測(cè)）可能在從約50nm到約800nm優(yōu)選地從約200nm到約700nm的范圍內(nèi)，在此示例中，輕微 帶電的彩色微粒優(yōu)選地為約2到約50倍并且更優(yōu)選地為約2到約10倍的大于黑微粒和白微 粒。
[0063]在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語(yǔ)"閾值電壓"或"電場(chǎng)閾值"定義為，當(dāng)像素從不同于該 組微粒的顏色狀態(tài)的顏色狀態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以在一段時(shí)間（典型地不長(zhǎng)于30秒，優(yōu)選地不長(zhǎng)于 15秒)施加給該組微粒而不導(dǎo)致微粒在像素的觀察面出現(xiàn)的最大電場(chǎng)。在本申請(qǐng)中的"觀察 偵Γ指代為圖像可以被觀察者看到的顯示層中的第一表面。
[0064] 閾值電壓或電場(chǎng)閾值為帶電微粒的固有特征或添加劑引入的屬性。
[0065] 在前面的情況中，依賴于帶相反電荷的微粒之間或電荷和某些基底表面之間的某 些吸引力，產(chǎn)生閾值電壓或電場(chǎng)閾值。
[0066] 在添加劑引入的閾值電壓或電場(chǎng)閾值的情況中，引入或增強(qiáng)電泳流體閾值特征的 閾值劑可以被加入。閾值劑可以為可以溶或散步于電泳流體的溶劑或溶劑混合物的并且攜 帶或引入相反于帶電微粒的電荷的任何材料。閾值劑可以敏感或不敏感于施加的電壓的改 變。術(shù)語(yǔ)"閾值劑"可以廣泛地包括染料或顏料、電解液或聚合電解質(zhì)、聚合體、低聚體、表面 活性劑、電荷控制劑等等。
[0067]關(guān)于閾值劑的額外信息可以在美國(guó)專利No. 8，115，729中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容 通過引用包含于此。
[0068]下面是說明本發(fā)明的示例。
[0069] 示例
[0070] 此示例在圖2中展示。假設(shè)黑微粒(22)由5V的閾值電壓。因此，如果施加的電壓電 勢(shì)差為5V或更低，該黑微粒(22)將不會(huì)移動(dòng)到觀察側(cè)。
[0071] 白顏料微粒(21)帶負(fù)電荷而黑顏料微粒(22)帶正電荷，并且兩種類型的顏料微粒 都小于彩色微粒(23)。
[0072] 彩色微粒(23)攜帶與擁有閾值電壓的黑微粒相同的電荷極性，但為輕微帶電。結(jié) 果，當(dāng)施加的電壓電勢(shì)高于黑微粒的閾值電壓時(shí)，黑微粒比彩色微粒移動(dòng)得更快，因?yàn)樗鼈?所攜帶的更強(qiáng)的電荷強(qiáng)度。
[0073]第四類型的微粒為基本不帶電的中性浮力微粒(24)。
[0074]在圖2a中，該施加的電壓電勢(shì)差為+15V。在此情況中，白微粒(21)移動(dòng)到像素電極 (26)附近或其位置處，黑微粒(22)和彩色微粒(23)移動(dòng)到公共電極(25)附近或其位置處。 作為結(jié)果，黑色在觀察側(cè)可見。彩色微粒(23)朝公共電極(25)移動(dòng);然而，因?yàn)樗鼈兏偷?電荷強(qiáng)度和更大的尺寸，它們比黑微粒移動(dòng)得更慢。
[0075] 在圖2b中，當(dāng)施加-15V的電壓電勢(shì)差時(shí)，白微粒(21)移動(dòng)到公共電極(25)附近或 其位置處，黑微粒和彩色微粒移動(dòng)到像素電極(26)附近或其位置處。作為結(jié)果，白色在觀察 側(cè)可見。
[0076] 彩色微粒(23)朝像素電極移動(dòng)，因?yàn)樗鼈円矌д?。然而，因?yàn)樗鼈兏偷碾姾蓮?qiáng) 度和更大的尺寸，它們比黑微粒移動(dòng)得更慢。
[0077]在圖2c中，+5V的電壓電勢(shì)差施加到圖2 (b)中的流體。在此情況中，帶負(fù)電的白微 粒(21)朝像素電極(26)移動(dòng)。黑微粒(22)幾乎不移動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊拈撝惦妷簽?V。由于彩色 微粒(23)沒有重大閾值電壓的事實(shí)，它們移動(dòng)到公共電極(25)附近或其位置處，并且作為 結(jié)果，該彩色微粒的顏色在觀察側(cè)可見。
[0078]在本發(fā)明的此方面的一個(gè)實(shí)施例中，加到流體的基本不帶電的中性浮力微粒(24) 可以有看起來(lái)與三種類型的帶電顏料微粒之一的顏色基本相同的顏色。例如，在顯示流體 中，可能存在帶電的黑微粒、帶電的白微粒、輕微帶電的彩色微粒和基本不帶電的中性浮力 微粒，并且該基本不帶電的中性浮力微?？梢詾榘?、黑或與彩色微粒相同的顏色。
[0079]在另一實(shí)施例中，基本不帶電的中性浮力微?？梢杂信c三種類型的帶電顏料微粒 中的任何一種的顏色基本不同的顏色。
[0080] 顯示設(shè)備包括本發(fā)明的電泳流體，該電泳流體包括三種類型的帶電微粒和第四類 型的微粒，該第四類型的微粒為基本不帶電的中性浮力微粒，該顯示設(shè)備可以分別地顯示 三種類型的帶電微粒的顏色，但不是第四類型的微粒。
[0081] 在流體中的基本不帶電的中性浮力微粒的存在增加了對(duì)入射光的反射，尤其如果 該微粒由反射材料形成。作為結(jié)果，對(duì)比率可以被改善。
[0082] 圖像穩(wěn)定性可以通過在三種帶電微粒流體系統(tǒng)中加入基本不帶電的中性浮力微 粒而被改善。該基本不帶電的中性浮力微?？梢蕴畛溆蓭щ婎伭衔⒘Ｔ陔妶?chǎng)的驅(qū)動(dòng)下在電 極表面過度塞滿導(dǎo)致的空缺，因此防止帶電的顏料微粒由于重力沉降。
[0083] 另外，如果基本不帶電的中性浮力微粒為白，它們可以增強(qiáng)顯示的反光性。如果它 們?yōu)楹?，它們可以增?qiáng)所顯示的黑顏色。
[0084]電泳顯示設(shè)備中的電泳流體被填入顯示單元中。該顯示單元可以為杯狀微單元， 如美國(guó)專利No. 6，930,818中所描述，該專利的全部?jī)?nèi)容通過引用包含于此。顯示單元也可 以為其他類型的微容器，諸如微膠囊、微管道或等效物，不管其形狀或尺寸。所有這些在本 申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
[0085]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，利用本電泳流體的顯示設(shè)備為高亮顯示設(shè)備，并且在 此實(shí)施例中，在所有顯示單元中彩色的微粒屬于相同的顏色。如果顯示單元與像素電極對(duì) 齊，每個(gè)顯示單元將為在此高亮顯示設(shè)備中的像素。然而，在高亮顯示設(shè)備中，顯示單元可 以與像素電極對(duì)齊或與像素電極不對(duì)齊。
[0086]在另一實(shí)施例中，利用本電泳流體的顯示設(shè)備可以為多色彩顯示設(shè)備。在此實(shí)施 例中，在顯示單元中彩色微粒屬于不同顏色。在此實(shí)施例中，顯示單元和像素電極是對(duì)齊 的。
[0087]盡管已參照其具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可在不背離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的情況下作出各種變化并用等效物進(jìn)行替代。此 外，為了本發(fā)明的目的和范圍，可做出許多修改，以適應(yīng)特定的情況、材料、組成、工藝、工藝 步驟或步驟。所有此類修改均落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種顯示層，所述顯示層包括夾在公共電極和像素電極的層之間的電泳流體，且該 電泳流體擁有在彼此相對(duì)側(cè)的第一表面和第二表面，所述電泳流體包括第一類型的微粒、 第二類型的微粒、第三類型的微粒和第四類型的微粒，該第四類型的微粒是基本不帶電的 中性浮力微粒，它們?nèi)可⒉荚谌軇┗蛉軇┗旌衔镏校龅谝活愋偷奈⒘?、第二類型的?粒和第三類型的微粒分別具有不同于彼此的第一光學(xué)特征、第二光學(xué)特征和第三光學(xué)特 征，所述第一類型的微粒有一種極性的電荷，并且所述第二類型的微粒和第三類型的微粒 有相反極性的電荷，且所述第二類型的微粒有電場(chǎng)閾值，以便： (a) 在所述公共電極和像素電極之間施加電場(chǎng)時(shí)，所述電場(chǎng)大于所述電場(chǎng)閾值并且有 與所述第二類型的微粒相同的極性，則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于所述像素電極的區(qū)域在所述第一表面顯 示所述第二光學(xué)特征； (b) 在所述公共電極和像素電極之間施加電場(chǎng)時(shí)，所述電場(chǎng)大于所述電場(chǎng)閾值并且有 與所述第一類型的微粒相同的極性，則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于所述像素電極的區(qū)域在所述第一表面顯 示所述第一光學(xué)特征;并且 (c) 一旦所述第一光學(xué)特征在所述第一表面顯示，在所述公共電極和像素電極之間施 加電場(chǎng)時(shí)，所述電場(chǎng)等于或低于所述電場(chǎng)閾值并且有與所述第三類型的微粒相同的極性， 則導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于所述像素電極的區(qū)域在所述第一表面顯示所述第三光學(xué)特征。2. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述第一類型的微粒和所述第二類型的微粒分 別屬于白和黑顏色。3. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述第三類型的微粒為非白和非黑。4. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述光學(xué)特征為顏色狀態(tài)。5. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒由從下列組中 選擇的材料形成，該組包含: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。6. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒由從下列組中 選擇的材料形成，該組包含:聚(五溴苯甲基丙烯酸酯）、聚(2-乙烯基萘）、聚(萘基甲基丙烯 酸酯）、聚(α_甲基苯乙烯）、聚(N-芐基甲基丙烯酰胺)和聚（甲基丙烯酸芐酯）。7. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒為核殼微粒。8. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流體中 的濃度為按體積在〇. 1到1 〇 %的范圍。9. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流體中 的濃度為按體積在〇. 1到5%的范圍。10. 如權(quán)利要求1所述的層，其特征在于，所述層顯示所述第一類型的微粒的顏色、所述 第二類型的微粒的顏色和所述第三類型的微粒的顏色，但不顯示所述第四類型的微粒的顏 色。11. 一種電泳流體，所述電泳流體包含第一類型的微粒、第二類型的微粒、第三類型的 微粒和第四類型的微粒，它們?nèi)可⒉荚谌軇┗蛉軇┗旌衔镏校渲?(a) 所述第一類型的微粒和所述第二類型的微粒攜帶相反電荷極性； (b) 所述第三類型的微粒有與所述第一類型的微粒或第二類型的微粒相同的電荷極 性，但更低的強(qiáng)度； (C)擁有與所述第三類型的顏料微粒相同的電荷極性的所述第一類型的微?；虻诙?型的微粒有閾值電壓;且 (d)所述第四類型的微粒為基本不帶電的中性浮力微粒。12. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述第一類型的微粒和所述第二類型的微 粒分別屬于白和黑顏色。13. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述第三類型的微粒為非白和非黑。14. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒由從下列 組中選擇的材料形成，該組包含: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。15. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒由從下列 組中選擇的材料形成，該組包含:聚(五溴苯甲基丙烯酸酯）、聚(2-乙烯基萘）、聚(萘基甲基 丙烯酸酯）、聚(α_甲基苯乙烯）、聚(N-芐基甲基丙烯酰胺)和聚（甲基丙烯酸芐酯）。16. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒為核殼微 粒。17. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流 體中的濃度為按體積在0.1到10 %的范圍。18. 如權(quán)利要求11所述的流體，其特征在于，所述基本不帶電的中性浮力微粒在電泳流 體中的濃度為按體積在0.1到5%的范圍。
【文檔編號(hào)】G02F1/167GK106062622SQ201480067138
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年10月2日
【發(fā)明人】王銘, 杜惠, 臧宏玫, 彼得·雷克斯頓
【申請(qǐng)人】伊英克加利福尼亞有限責(zé)任公司