改良的分段电泳显示器及其制造方法

专利名称：改良的分段电泳显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及分段电泳显示器及其制造方法，尤其涉及一种新颖的图案化模压和图案化填充的方法，以及由此制备的改良的分段显示器。
本发明
背景技术：
电泳显示器(EPD)是基于悬浮在溶剂中的带电荷颜料微粒的电泳现象制成的一种非发射性的装置。显示器件通常包括夹在两电极板之间的盒阵列，其中至少一电极板是透明的。盒填充以由着色溶剂或分散着带电荷颜料微粒的溶剂混合物所组成的悬浮液。当在两电极之间施加一个电压差时，颜料微粒将根据电压差的极性迁移到一侧或另一侧。其结果是，从透明的观察侧可以看到颜料的颜色或溶剂的颜色。
分段电极显示器通常用于数字时钟、招牌、电子标牌、价格标志等等。在制造分段显示器时，因为ITO(氧化铟锡)电极具有高透明度，所以通常至少在观察侧使用ITO电极。这种分段显示器存在的常见问题是，可能看到连到电作用区段的连接线。隐藏分段显示器中连接线的一种可能方法是，在两侧都使用图案化的电极。精确套准两图案化的电极层，则未重叠的区域变成非活动的，而仅有重叠电极的区域是可换向的。然而，额外的图案化ITO电极，不仅造成材料成本显著提高，并且，由于需要精确套准，从而导致较低的产出。而且，在非有效区域中的电泳流体不起作用，并且事实上可能成为显示器件缺陷和不均匀的来源。
因此，仍然需要低成本且高效制造的改良的分段电极显示器。
发明简述本发明有许多方面。本发明的第一个方面涉及分段或招牌显示器的制造方法，该方法包括在预涂布可模压、或可模塑树脂组分的电极层上进行图案化的模压，从而在图案化区域制成微型杯，所述图案化区域限定了显示器的分段。
本发明的第二个方面涉及分段或标志显示器的制造方法，该方法包括(1)在预涂布可模压、或可模塑树脂组分的电极层上进行模压，以制备微型杯，接着(2)把电泳流体图案化填充到图案化区域的微型杯中，从而限定分段。
本发明的第三个方面涉及分段或标志电泳显示器，其包括非图案化、或一般的电极、图案化的电极、和夹在两电极层之间的多个盒。对在图案区域的盒(该图案对应图形化的电极板)，以分散于电介质溶剂或溶剂混合物中的带电荷颜料微粒填充。该盒也可以用密封层单独密封，优选用聚合物层。在一特定的具体实施例中，非图案化或普通电极是透明的，并且是在观察侧。
本发明的第四个方面涉及电磁泳显示器，其包括电极层、基片层、和夹在此两层之间的多个盒。以颜料微粒填充在图案化区域中的盒，该颜料微粒是带电且磁化的，并分散于电介质溶剂或溶剂混合物中。该盒也可以用密封层单独密封，优选用聚合物层。在一特定的具体实施例中，基片层是透明的，并且是在观察侧。此外，可以用磁性(但不是必须带电)颜料微粒填充在图案化区域的盒，而在此情况下，盒是夹在两基片层之间。
本发明的第五个方面涉及本发明的第三个或第四个方面的显示器，其中非图案化区域在颜色上是匹配于图案化区域的Dmax或Dmin。
本发明的第一个和第二个方面的方法都是简单、可靠并且成本低的制造多种显示器的方式。本发明的标志显示器的分段只需要一层图案化的电极层，优选在非观察侧。消除了不希望出现的可见的线路痕迹，并且本显示器的制造不需要昂贵的精确套准步骤，该精确对准步骤在先前熟知的组装过程中用来处理两个图案化的电极。此外，电泳流体仅存在于本显示器的图案化、并且可换向的区域中。这不仅显著降低材料成本，而且通过减少缺陷和不均匀性从而改善整体显示性能。
图2A至2E图示说明图案化的模压方法。
图3A至3B图示说明图案化的填充方法。
图4A和4B图示说明本发明的电泳显示器的操作。
图5图示说明本发明的电磁泳显示器。
发明详述I.定义除非在本说明书中另有定义，否则在此所用的技术术语都根据本领域技术人员通常使用并理解的惯用定义而使用。
“微型杯”一词，是指由微模压或光刻法所生成的杯状凹处，如在WO 01/67170中所披露的。
在本发明说明书中，术语“盒”是指由一密封微型杯所形成的独立的单位。该盒以分散于溶剂或溶剂混合物中的颜料微粒填充。颜料微粒可以是带电的、或有磁性的、或具有两者。
“观察侧”一词是指观察者所看到的盒的那一侧，而“非观察侧”一词是指与观察侧相对的那一侧。
“图案化区域”一词是指显示器上任何形状和尺寸的区域，其是电位上活动的(active)(也就是说，在此区域的盒中的带电荷微粒依据电压差的极性而迁移至一电极板或另一电极板)。然而，如

图1所示的数字显示器典型地用于数字时钟、标志、电子标牌、电子布告板、价格标志、和类似物。“非图案化区域”(non-patternedarea)一词是指图案化区域以外的区域。
要注意的是“图案化的”区域可以指“活动的”(“active”)区域，而“非图案化的”区域可以指“非活动的”(“inactive”)区域。
“图案化的”一词是用来描述进行限定图案化区域或在图案化区域中进行的过程步骤。
“Dmax”一词是指显示器的两个对比色的最大光密度。
“Dmin”一词是指显示器的两个对比色的最小光密度。II.电泳显示器本发明的第一个方面涉及电泳显示器的制造方法，该方法包括在预涂布可模压或可模塑树脂组分的电极层上进行图案化的模压，从而形成分段的微型杯阵列。如图2A所示，透明的导电基片是由基片上的电极层21所形成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)膜22。一层包括热塑性或热固性前体物23的可模压、或可模塑的组合物，用于涂布在电极层21上。在高于热塑性或热固性前体物层的玻璃化温度下，用图案化凸模24模压热塑性或热固性前体物层，其中图案化凸模包括微型杯阵列的凸配对物(见图2B)。
分段图案化的凸模可以根据WO 01/67170所披露的方法，以金刚石切削(diamond turn)或平板蚀刻印刷方法来制备。
用于制备微型杯的热塑性或热固性前体物可以是多官能基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、乙烯醚、环氧化物、及其低聚物、聚合物、和类似物。最优选多官能基的丙烯酸酯、和它们的低聚物、或聚合物。多官能基的环氧化物和多官能基的丙烯酸酯的结合也是非常有用，易于达到想要的物理机械性能。也经常添加赋予挠性的可交联低聚物，如聚二丙烯酸胺酯(polyurethane diacrylate)、聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)、或聚二丙烯酸丁二酯(polybutadienediacrylate)，以改善模压微型杯的抗弯曲性。组合物可以包含低聚物、单体、添加剂、和非必选的聚合物。
此类材料的玻璃化温度(Tg)范围通常是从大约-70℃至大约150℃，优选从大约-20℃至大约50℃。典型的微模压法是在高于Tg的温度下进行。可以采用加热凸模或加热模子基板(模具对其加压)，来控制微模压的温度和压力。
在前体物层硬化期间或之后，对分段图案化的模子进行脱模(图2C)，以在图案化区域中(如图1所示的图案化区域，俯视)显露微型杯25。可用冷却、辐射交联、热、湿气、或溶剂蒸发使前体物层硬化。如果用紫外光辐射来固化热固性前体物，紫外光则可从底面(由↑所指示)通过透明电极层进行辐射。此外，紫外光灯可置于模子内部。在这种情况下，模子必须是透明的，从而允许紫外光通过图案化的凸模辐射到热固性前体物层上。
一般而言，微型杯可以是任何形状，并且其尺寸和形状可以改变。微型杯在一系统中可以是大致均匀的尺寸和形状。然而为了使光学效果达到最大，可以制造具有混合不同形状和尺寸的微型杯。微型杯的开口可以是圆形、正方形、矩形、六角形、或任何其它的形状。开口之间的分隔区域最好保持细小，以获得较高的色饱和度和色对比度，同时保持所希望的机械性能。因此，蜂窝形开口要优于例如圆形开口。
对于反射式电泳显示器件而言，每个单独微型杯的尺寸可以是在大约102至大约5×105平方微米的范围内，优选从大约103至大约5×104平方微米。微型杯的深度是在大约3至大约100微米的范围内，优选从大约10至大约50微米。开口与总面积的比例是在大约0.3至大约0.95的范围内，优选从大约0.4至大约0.9。开口的距离(从开口的边缘到边缘)，通常是在大约15至大约450微米的范围内，优选从大约25至大约300微米。
较好地，形成显示器件的非图案化(或非活动)区域的热塑性或热固性前体物材料，在颜色上是适应于分段图案化区域的Dmin或Dmax。优选地，非图案化区域的颜色适应于图案化区域的Dmax的颜色。
然后，以包括分散于电介质溶剂中的带电荷颜料微粒的电泳组合物填充所获得的微型杯，并且用密封层26密封(图2D)。根据本技术领域中已知的方法制备该电泳组合物。
可以用许多方式来完成微型杯的密封。优选的方法是把可辐射固化的(优选可紫外光固化的)组分分散到包含分散于着色电介质溶剂中的带电荷颜料微粒的电泳流体中。
有用的密封组合物可以包括可交联的热固性前体物，如多价的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、腈基丙烯酸酯、多价的乙烯化合物(包括苯乙烯、乙烯基硅烷、和乙烯醚)、多价的环氧化物、多价的异氰酸酯、多价的丙烯基化合物、以及包含上述可交联官能团的低聚物或聚合物、或类似物。也可以在密封组合物中添加特别是热塑性弹性体的聚合物、表面活性剂、光敏引发剂、交联剂、硫化剂、着色剂、和填充剂，以改善密封层的质量。
可紫外光固化的组分与电介质溶剂不溶混，并且其比重低于电介质溶剂和颜料微粒的比重。可紫外光固化的组分和电泳流体这两成分是用例如线上(in line)混合器进行彻底混合，然后立即用如Myrad棒、照相凹版、刮刀、槽涂布、或缝涂布的涂布装置涂布于微型杯上。如果需要的话，则用刮片或类似的装置刮去多余的流体。如果需要的话，可以使用少量的弱溶剂或溶剂混合物，例如庚烷、乙酸异丙酯、异丙醇、甲醇、或其与水溶液的混合物，以清除微型杯分隔壁的顶部表面上的残余电泳流体。可使用挥发性有机溶剂，以控制电泳流体的粘度和覆盖度。如此填充的微型杯然后加以干燥，而可紫外光固化的组分相就分离开来，并浮到电泳流体的顶部。微型杯可以在相分离期间或之后通过固化浮在表面的可紫外光固化层而密封。可以使用紫外光或例如可见光、红外光、和电子束的其它形式辐射来固化和密封微型杯。此外，如果使用可热或湿气固化的组分，则也可以采用热或湿气来固化和密封微型杯。
一组具有所希望的密度和溶解度差别(对丙烯酸酯单体和低聚物)的较佳电介质溶剂，是卤化的、最好是全氟化的溶剂及其衍生物。可以使用表面活性剂以改善涂布质量和粘结性能。有用的表面活性剂包括来自3M公司的FCTM表面活性剂、来自DuPont公司的ZonylTM氟化表面活性剂、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟取代的长链醇、全氟取代的长链羧酸及其衍生物。
此外，可以将电泳流体和密封组分依次涂布在微型杯上。因而，可以通过外涂一薄层的密封组分而完成微型杯的密封，其中密封组分与电介质溶剂不混溶，并且优选比电介质溶剂轻。之后，通过例如溶剂蒸发或辐射固化、热、湿气、或界面反应，密封组分在填充的微型杯顶部表面硬化。有用的密封组分是上面给出的密封组分。界面聚合后接着进行紫外光固化对密封过程是非常有利的。在这种情况下，因界面聚合而在界面形成的薄阻障层，显著地抑制了电泳层和外涂层之间的混合。然后，通过后固化步骤，优选通过紫外光辐射，而完成密封。为进一步降低混合的程度，非常希望外涂层的比重显著低于电泳流体的比重。可使用挥发性有机溶剂来调整涂层的粘度和厚度。当外涂层中使用挥发性溶剂时，优选挥发性溶剂与电介质溶剂不混溶。当所用的染料至少部分地可溶于热固性前体物时，两步骤的外涂过程特别有用。
优选密封层在电泳流体上形成连续的膜，并且与流体和流体没覆盖到的盒壁内表面都有紧密的接触。密封层也可以延伸于盒侧壁的顶部之上。
接着，用第二电极层27进行层压该密封的微型杯(图2E)。第二电极层的一侧粘结于基片28，如PET、PC、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺、聚砜、聚醚、多环烯烃、环氧树脂、酚醛树脂、或其复合物，而另一侧预涂布粘合剂层29，其可以是压敏粘合剂、热熔粘合剂、可热、湿气、或辐射固化的粘合剂。
两导电层(21和27)中的至少一层是分段图案化电极层，具有连接驱动电路的痕迹。由于在辊对辊方法中，精确套准模压相对更难控制，所以在模压步骤期间优选使用非图案化或一般的电极层。换句话说，图2中的图案化模压步骤是使用非图案化或一般的电极21。以电泳流体填充微型杯并密封后，将图案化的电极27套准层压于图案化的微型杯阵列上，以完成分段显示面板的制造。
在观察侧优选使用透明的、非图案化或一般的电极层，如ITO。在非观察侧的基片和电极层可以是彩色的或不透明的。
非观察侧的电极层，可在活动的图案化区域中进一步包括通孔。在非观察侧的电极层也可以在相对于电泳盒的表面上包括连接通孔和驱动电路的痕迹。
本发明的第二个方面涉及分段电泳显示器的制造方法，该方法包括把电泳流体图案化填充到微型杯中，以形成活动的分段。该方法图示说明见图3A至3B。微型杯阵列是用微模压法或平板印刷法制备，如WO 01/67170所描述。与分段图案模方法不同，在这种情况下的微型杯是连续地形成于整个热塑性或热固性层33。将图案化区域中所获得的微型杯用如网板印刷、照相凹版印刷、墨水喷射印刷、或类似的方法填充以“活动的”电泳流体(图3A)。用上文披露的密封方法中的一种，使密封层34在图案化区域中填充的或印刷的微型杯上形成。在本发明的说明书中，“活动的”电泳分散体是一种分散于电介质溶剂或溶剂混合物中的带电荷颜料微粒的悬浮液。图案化区域中的微型杯是以活动的电泳分散体填充的，该称作图案化的(或活动的)区域。
然后，将“非图案化”(或非活动)区域中的剩余的微型杯以“非活动”组分35填充或涂布，其在颜色上可以是适应于图案化区域的Dmax或Dmin的颜色。可以使用固态或液态的非活动组分。用于非活动组分的有用物质包括聚合物、低分子量的有机或无机化合物、有机和无机的颗粒或结晶物质、胶乳或聚合物分散体、以及它们的混合物或复合物。
在本发明的一个优选具体实施例中，非活动组分包括有机聚合物、光散射微粒(如TiO2、CaCO3、或二氧化硅)、和染料或颜料以配出颜色。非活动组分可以分散或溶解于对密封材料而言是不良溶剂的溶剂中，如水、异丙醇、甲醇、或丁酮，并且填充或涂布于非活动区域中的微型杯，再加以干燥。多余的非活动流体可以用例如刮刀刮掉或擦去。非活动流体可以是透明的或不透明的。为了隐藏非活动区域下的连接痕迹，优选不透明的非活动组分。
在所有的微型杯都填充并密封之后(图3B)，基片37上的电极层36用粘合剂38层压于密封的微型杯上。在另一个优选具体实施例中，非活动组分也可以作为第二电极层36和填充的微型杯之间的粘合剂。在本发明的又一个优选具体实施例中，第二电极层36是在非观察侧的分段图案化的电极，并且套准层压于图案化的填充的微型杯阵列。在这种情况下，基片37也可以是着色的或黑化的，以改善对比度和美观。
此外，图案化填充过程的进行，也可以是首先用非活动组分填充整个区域中的微型杯，稍后，可以用正作用光致抗蚀剂的显影剂移除、或洗去该非活动组分，然后在填充的微型杯上涂布正作用光致抗蚀剂。之后，通过图像曝光打开图案化区域中封闭的微型杯，接着显影抗蚀剂，并且于抗蚀剂显影过程期间或之后移除非活动组分。然后以电泳组分填充图案化区域中打开的微型杯，并且用上述密封方法的一种加以密封。
用于非活动组分的适当材料，优选是那些利用抗蚀剂显影溶液、水溶剂或非水溶剂或溶剂混合物(不会对热固性或热塑性微型杯材料或正作用光致抗蚀剂造成有害影响或反应)，并能容易从微型杯移除或洗掉的材料。特别适合非活动组分的材料包括无机的、有机的、有机金属的、和聚合的物质，以及光致抗蚀剂本身。非形成膜的颗粒特别有用。非活动材料应该可溶于、或可分散于洗涤液中。
在这种情况下，有用的非活动材料的非唯一的实施例，也可以包括水分散性的、或水溶性的聚合物，如AQ支链聚酯(来自Eastman化学公司)、Carboset聚合物(来自BF Goodrich公司)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚4-乙烯酚、酚醛清漆树脂、以及它们的共聚物。较好的非活动材料是非成膜的微粒，如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚乙烯、及其羧基共聚物的胶乳和对应的盐、蜡乳状液、胶态二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙分散体、及其混合物。优选的非活动材料包括乙烯共聚物的离聚物的水分散体，如ACqua220TM、ACqua240TM、和ACqua250TM(来自新泽西州的Honeywell公司)。ACqua220TM和250可以用传统的碱性清洁剂(包括用于典型的酚醛清漆正作用光致抗蚀剂的显影剂)加以移除。ACqua240TM可以用热水或冷水加以移除。非活动材料(特别是颗粒非活动材料)的分散能力或溶解度可以通过使用添加剂而提高，如表面活性剂、分散剂、KOH、三乙醇胺、芳香族或脂肪族碱、芳香族或脂肪族酸、预曝光的正作用酚醛清漆光致抗蚀剂、以及水溶性的聚合物(例如聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、或它们的共聚物)。
此外，可以使用负作用光致抗蚀剂或者可光致交联的/可光聚合的组分来填充整个微型杯阵列。未曝光的区域用用于负作用光致抗蚀剂或可光致交联的/可光聚合的组分的显影剂加以移除，然后填充以电泳流体，并且以上述密封方法的一种加以密封。
因为图案化区域中的颜料微粒是带电荷的，所以微粒在两电极层之间移动取决于施加在电极层间的电压差。如图4A和4B所示，假设图案化区域中的盒是填充以分散于蓝色(Dmax)溶剂中的白色(Dmin)微粒，而在观察侧的非图案化区域在颜色上是适应于图案化区域的Dmax。因此，当整个图案化区域中的白色微粒是在非观察侧时，观察者看到由蓝色的非图案化区域41和蓝色的图案化区域42所组成的蓝色背景(图4A)。然而，当微粒移动到图案化区域中的选定区域43的观察侧时，则看到选定区域43中的微粒颜色，因而产生了观察者所看到的蓝色之上的白色图像。III.电磁泳或磁泳显示器在第II部分所述的图案化模压和图案化填充的方法都可以用于制造电磁泳分段显示器，不同之处是，在图案化区域中的盒是填充以分散于电介质溶剂或溶剂混合物中的带电荷的和磁化的颜料微粒。
图5图示说明这种显示器的一个具体实施例，其中图案化区域中的盒是填充以分散于着色的(或黑化的)但澄清的溶剂中的白色、带电磁性微粒54。显示盒51是夹在两基片层(52和53)之间。图案化电极层58是置于盒51和基片层之一之间。优选地，没有图案化电极层的基片层52用于模压步骤，并且具有电极层58的基片层53在微型杯填充和密封后，套准层压于图案化的微型杯阵列上。
优选地，基片层52是透明的并且在观察侧，而具有图案化电极层58的基片层53是在非观察侧。磁性擦除装置(如磁性擦除头或手动的磁性擦除器)可以置于非观察侧。通过施加磁性擦除装置，白色微粒吸引到非观察侧，同时非图案化区域在颜色上是适应于图案化区域的Dmax，因而产生了彩色的背景。在此设计中，图像可以由观察侧的磁性书写装置或电书写装置产生。在第一种情况中，当施加磁性书写装置时，它把图案化区域中选定区域的白色微粒吸引到观察侧，因此产生彩色之上的白色(white-on-color)图像。在第二种情况中，当施加电书写装置时，可以通过施加适当电压于电书写装置和电极层58而产生图像。例如，如果电书写装置的极性与微粒相反并且电极层58的极性与微粒相同，则选定区域中的白色微粒必然迁移至观察侧，因此也产生彩色之上的白色。此外，非图案化区域在颜色上可以适应于图案化区域的Dmin。
为简明起见，并未对其它可以选择的设计详细地说明。应当明了的是，本发明的电磁泳显示器可非限定性地包括下列变化
(1)着色电介质溶剂中的带电荷磁性微粒；(2)两种对比色的微粒，其中之一是磁性的，并且i)只有一种颜色的微粒是带电荷的；或者ii)两种颜色的微粒都是带电荷的；但是带有相反的电荷，或者带有相同的电荷但是电泳移动速率显著不同；(3)微粒分散于其中的溶剂的颜色；(4)电擦除装置、或磁性擦除装置；(5)擦除装置可以在观察侧、或非观察侧；(6)电书写装置、或磁性书写装置；以及(7)书写装置可以在观察侧、或非观察侧。
此外，图案化区域中的盒是填充以分散于溶剂或溶剂混合物中的磁性微粒(但不是必须带电荷的)。微粒可以是金属、或顺磁微粒。也可以用磁性微粒混合或涂布颜料微粒(例如TiO2微粒)，从而磁化分散于溶剂中的颜料微粒。如果颜料微粒是微囊化于聚合物基质中，则磁性微粒可以在微囊化过程之前或之后(优选在之前)混合或涂布于颜料微粒。适合的磁性和顺磁微粒包括不锈钢、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-Ni、Ni-Co、Co-Cr、和Fe-Co-V合金微粒。磁性微粒可以借助磁力在观察侧和非观察侧之间移动。
实施例溶液(b)把0.2克的Irgacure 369(来自纽约州Tarrytown的Ciba公司)、0.1克的Irganox 1035(来自纽约州Tarrytown的Ciba公司)、2.82克的UVEXS-蓝(来自加利福尼亚州Sunnyvale的UltrayioletExposure System公司)和1.5克的Orasol蓝GL(来自纽约州Tarrytown的Ciba公司)加入包含10克丁酮(来自宾夕法尼亚州Pittsburgh的Fisher公司)的瓶子中，并且混合物摇晃30分钟。
溶液(c)把6克的丁酮加入20毫升的玻璃管瓶中。在玻璃管瓶中再加入0.09克的Solsperse 32500(来自北卡罗来纳州Charlotte的Avecia公司)。混合物摇晃10分钟，之后加入1.5克的TiO2(R706，来自德拉瓦州(DE)Wilmington的DuPont公司)，并且把最后的混合物在速度设定为6均质化45分钟(使用来自宾夕法尼亚州Pittsburgh的Fisher公司的PowerGen 700)。
然后把上面制备的溶液(b)和溶液(c)加到溶液(a)中，并且混合物以每分钟500转搅拌10分钟，以形成非活动着色组分。组分的颜色(蓝色)是适应于包含全氟化铜酞菁染料(FC-3275，3M公司)的电泳流体的颜色。B.非活动(非图案化)区域的网板印刷在本实验中使用尺寸为1.5”×3.75”的300号筛孔的网板印刷掩模。在筛网上，把分段图案化的区域(例如图1中的7个分段图案)加以罩住。
然后将筛网放在根据WO 01/67170所述程序在5密耳(mil)ITO薄膜顶部制备的4”×4”微型杯片材上。把上述制备的3克非活动组分加在丝筛网的顶部。挤压该组成物，由于分段图案化的区域已被遮住，所以组分透过非图案化区域中的筛网选择性地填充到微型杯中。
接着移除筛网，将填充的微型杯干燥，并且以每分钟10英尺的线速度通过紫外光固化输送器(DDU公司，加利福尼亚的LosAngles)。施加的紫外光剂量在氮气层下为每平方厘米1焦耳。在此步骤中，分段图案化区域中的微型杯仍是空的(也就是尚未填充电泳组分)。C.TiO2微粒的制备把5.9克的TiO2R900(来自DuPont公司)加到由3.77克的丁酮、4.54克的N3400脂肪族聚异氰酸酯(来自Bayer AG公司)和0.77克的1-[N，N-二(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇(来自Aldrich公司)所组成的溶液中。产生的匀浆在5至10℃下均质化1分钟，然后加入0.01克的二月桂酸二丁锡(来自Aldrich公司)，并再均质化1分钟。然后加入包含20克的HT-200和0.47克的Rf-胺4900(它是根据下述反应所制备的Krytox甲基酯(来自DuPont公司)和三(2-氨乙基)胺的缩合物)的溶液，并在室温下再均质化3分钟。 (Rf-胺-4900；n＝大约30)在室温和均质化作用下，经5分钟，把上面制备的匀浆缓慢加入包含31克HT-200和2.28克Rf-胺4900的混合物中。在35℃用机械搅拌器搅拌(在低剪力下)生成的TiO2微胶囊分散体30分钟，然后加热到85℃，从而除去丁酮并对内相进行后固化3小时。分散体呈现出窄的微粒尺寸分布从0.5至3.5微米。用离心机分离微胶囊，并稀释和再分散于HT-200中。D.图案化区域中微型杯的填充和密封用刮平棒把1克电泳组分加入在图案化区域的微型杯。电泳组分含有6份(基于干重)上述制备的TiO2微粒和94份HT-200(全氟化聚醚，来自Ausimont公司，新泽西州的Thorofare)溶液，该溶液含有1.5％(重量百分数)的全氟化铜酞菁染料(FC-3275，来自3M公司)。然后使用6密耳的涂布刀片和用密封组分密封经填充的微型杯。
使用的密封组分是10％的橡胶溶液，该橡胶溶液包括9份Kraton G1650、1份GRP 6919、3份Carb-O-Sil TS-720(来自伊利诺伊州的Cabot Corp.公司)、78.3份Isopar E和8.7份乙酸异丙酯。用通用叶片涂板器把密封组分涂布到经部分填充的微型杯上，并在室温干燥涂层，从而形成大约2至3微米厚(干的)具有良好均匀性的无缝密封层。E.层压在活动分段上具有通孔并且在相对一侧具有连接驱动电路的痕迹的ITO/PET导电膜(来自弗吉尼亚州Martinsville的CPFilms公司)，其上涂布以6微米的压敏粘合剂(Durotak 1105，来自新泽西州Bridgewater的National Starch公司)，并且使用GBC Eagle 35层合机(来自伊利诺伊州Northbrook的GBC公司)，以85℃的卷温度、每分钟1英尺的层压速度以及1毫米的卷间隙设定，套准层压于密封的分段微型杯上。
活动的(active)ITO分段具有与微型杯阵列相同的图案。所获得的分段显示器表现出可接受的换向性能，并且观察者看不到痕迹。实施例2进行此实施例以说明制备本发明的显示器的另外可供选择的方式。
在此实验中，微型杯是根据WO 01/67170所述程序，将涂布在作为载体基片的5密耳厚ITO/PET上的热塑性组分进行微模压而制成。之后，将4”×4”片材上的所有微型杯填充以根据实施例1所制备的3克非活动组分。用3M氟化聚合物脱模Mylar 5932(来自明尼苏达州St.Paul的3M公司)覆盖经填充的微型杯，并且通过GBCEagle 35层合机(来自伊利诺伊州Northbrook的GBC公司)。层合机设定在75℃的卷温度、每分钟1英尺的层压速度以及3毫米的卷间隙。
然后把负性光掩模放在微型杯的顶部。光掩模具有遮挡住的7个分段图案。当暴露于紫外光时，该遮挡住的图案化区域中的微型杯并未被紫外光所固化，以及，用环己酮/乙醇(比例6∶4)的溶剂混合物在室温下冲洗1分钟，洗掉未固化的非活动组分。
之后，根据实施例1，将图案化区域里空的微型杯填充以电泳组分、密封、和层压。
虽然本发明已经参考其特定的具体实施例而加以描述，但是对于本领域技术人员来说，可以做多种的改变，以及有多种的等效物可以取代，而不偏离本发明的真正精神和范围。此外，可以做许多修改(例如操作步骤)来适合特殊的情况。所有这些改动均在所附的权利要求范围内。
附图组件符号说明21 电极层22 膜23 热塑性或热固性前体物24 图案化凸模25 微型杯26 密封层27 第二电极层28 基片29 粘结层31 电极层32 膜33 热塑性或热固性层34 密封层35 非活动组合物36 电极层37 基片38 粘结剂41 非图案化的区域42 图案化的区域43 图案化区域中的选定区域51 显示盒52 基片层53 基片层54 带电荷的磁性微粒58 图案化电极层
权利要求
1.一种显示器，其在图案化区域中包括活动的电泳盒，其中所述盒填充以电泳流体，所述电泳流体包括分散于溶剂或溶剂混合物中的颜料微粒。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述电泳盒是用微模压、或平板印刷法形成的微型杯。
3.根据权利要求2所述的显示器，其中所述微型杯具有明确定义的尺寸、形状、和纵横比。
4.根据权利要求2所述的显示器，其中每个所述微型杯的尺寸是在102至5×105平方微米的范围内。
5.根据权利要求4所述的显示器，其中每个所述微型杯的尺寸是在103至5×104平方微米的范围内。
6.根据权利要求2所述的显示器，其中每个所述微型杯的深度是在3至100微米的范围内。
7.根据权利要求6所述的显示器，其中每个所述微型杯的深度是在10至50微米的范围内。
8.根据权利要求2所述的显示器，其中每个所述微型杯的开口与总面积的比例是在0.3至0.95的范围内。
9.根据权利要求8所述的显示器，其中每个所述微型杯的开口与总面积的比例是在0.4至0.9的范围内。
10.根据权利要求1所述的显示器，其中所述盒是用密封层而彼此隔离。
11.根据权利要求10所述的显示器，其中所述密封层是聚合物层。
12.根据权利要求11所述的显示器，其中所述密封层在所述流体上形成连续的膜，并且与所述流体和所述流体没覆盖到的所述盒壁内表面都有紧密的接触。
13.根据权利要求12所述的显示器，其中所述聚合物密封层延伸于所述盒壁的顶部表面上。
14.根据权利要求1所述的显示器，是一种电泳显示器，其中所述颜料微粒是带电荷的。
15.根据权利要求1所述的显示器，是一种电磁泳显示器，其中所述颜料微粒是带电荷并磁化的。
16.一种显示器，包括(a)图案化区域中的盒，所述盒是以电泳分散体填充的；以及(b)非图案化区域中的盒，所述盒是以非活动组分填充的。
17.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分包括聚合物、低分子量的有机或无机化合物、有机或无机的粒状物质或结晶物质、乳胶、聚合物分散体、或其混合物或复合物。
18.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分包括可光固化的组分或负作用光致抗蚀剂。
19.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分包括正作用光致抗蚀剂。
20.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分包括非成膜的颗粒。
21.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分在颜色上是适应于图案化有效区域的Dmax或Dmin的颜色。
22.根据权利要求16所述的显示器，其中所述非活动组分包括有机聚合物、光散射微粒、以及染料或颜料。
23.根据权利要求22所述的显示器，其中所述光散射微粒是TiO2、CaCO3、或二氧化硅。
24.一种电泳显示器，包括a)在观察侧的第一电极层和在非观察侧的第二电极层；以及b)在图案化区域中且夹在所述两电极层之间的盒，所述盒是以分散于溶剂或溶剂混合物中的带电荷微粒填充的。
25.根据权利要求24所述的电泳显示器，其中非观察侧的所述电极层在活动的图案化区域中进一步包括通孔。
26.根据权利要求25所述的电泳显示器，其中所述在非观察侧上的所述电极层进一步包括在相对于电泳盒的表面上连接所述通孔和驱动电路的痕迹。
27.根据权利要求24所述的电泳显示器，其中所述盒是用密封层加以密封。
28.根据权利要求27所述的电泳显示器，其中所述密封层是聚合物层。
29.根据权利要求28所述的电泳显示器，其中所述密封层在所述流体上形成连续的膜，并且与所述流体和所述流体没覆盖到的所述盒壁内表面都有紧密的接触。
30.一种电磁泳显示器，包括a)电极层和基片层，至少其中之一是透明的；以及b)在图案化区域中、且夹在所述两层之间的盒，是以分散于溶剂或溶剂混合物中的带电荷且磁化的微粒填充的。
31.根据权利要求30所述的电磁泳显示器，其中所述基片层是透明的，并且是在所述观察侧。
32.根据权利要求30所述的电磁泳显示器，其中所述基片层进一步包括第二电极层，所述第二电极层是放置在所述电泳盒和所述基片层之间。
33.根据权利要求30所述的电磁泳显示器，其中所述盒是用密封层加以密封。
34.根据权利要求33所述的电磁泳显示器，其中所述密封层是聚合物层。
35.根据权利要求33所述的电磁泳显示器，其中所述密封层在所述流体上形成连续的膜，并且与所述流体和所述流体没覆盖到的所述盒壁内表面都有紧密的接触。
36.一种电泳显示器或电磁泳显示器的制造方法，包括在图案化区域中进行选择性的模压，以在所述图案化区域中形成微型杯。
37.一种电泳显示器的制造方法，包括下列步骤a)将涂布在第一电极层上的热塑性或热固性物质进行图案化模压，从而在图案化区域中形成微型杯；b)填充所述微型杯；c)密封所述经填充的微型杯；以及d)用第二电极层层压所述密封的微型杯。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述电极层之一是图案化的。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述第一电极层是非图案化的。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述图案化的电极层具有与所述微型杯阵列相同的图案，并且套准层压于所述图案化的微型杯阵列上。
41.一种电磁泳显示器的制造方法，包括下列步骤a)将涂布在基片层上的热塑性或热固性物质进行图案化模压，从而在所述图案化区域中形成微型杯；b)填充所述微型杯；c)密封所述经填充的微型杯；以及d)用电极层层压所述密封的微型杯。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述电极层是图案化的。
43.根据权利要求41所述的方法，其中所述基片层包括第二电极层，所述第二电极层是放置在所述电泳盒和所述基片层之间。
44.一种电泳显示器或电磁泳显示器的制造方法，包括图案化填充显示盒。
45.一种电泳显示器的制造方法，包括下列步骤a)将涂布在第一电极层上的热塑性或热固性物质进行模压，从而形成微型杯；b)以活动流体选择性地填充图案化区域中的微型杯，并且非图案化区域中的微型杯填充以非活动组分；c)在所述图案化和所述非图案化区域中密封所述经填充的微型杯；以及d)用第二电极层层压所述密封的微型杯。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述电极层之一是图案化的。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述第一电极层是非图案化的。
48.根据权利要求46所述的方法，其中所述图案化的电极层具有与微型杯阵列相同的图案，并且套准层压于所述图案化的微型杯阵列上。
49.一种电磁泳显示器的制造方法，包括下列步骤a)将涂布在基片层上的热塑性或热固性物质进行模压，从而形成微型杯；b)图案化区域中的微型杯选择性地填充以活动流体，并且非图案化区域中的微型杯填充以非活动组分；c)在所述图案化和所述非图案化区域中密封所述经填充的微型杯；以及d)用一电极层层压所述密封的微型杯。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述电极层是图案化的。
51.根据权利要求49所述的方法，其中所述基片层包括第二电极层，所述第二电极层是放置在所述电泳盒和所述基片层之间。
52.根据权利要求45所述的方法，其中所述步骤(a)、(b)、(c)、和(d)是按顺序进行的。
53.根据权利要求49所述的方法，其中所述步骤(a)、(b)、(c)、和(d)是按顺序进行的。
全文摘要
本发明涉及改良的分段电泳显示器及其制造方法，尤其涉及新颖的图案化模压和图案化填充的方法。两种方法都是简单、可靠并且低成本的制造标志牌电泳显示器的分段的方式。本发明所制备的显示器，只需要一层图案化的电极层。消除了不希望的可见线路痕迹，并且本显示器的制造不涉及昂贵的精确套准步骤，该精确套准步骤在先前熟知的组装过程中用来处理两个图案化的电极。此外，电泳流体仅存在于本显示器的图案化和可换向的区域中。这不仅可以显著降低材料成本，而且通过减少缺陷和不均匀性而改善了整体显示性能。
文档编号G02F1/167GK1453622SQ0214192
公开日2003年11月5日 申请日期2002年8月27日 优先权日2002年4月23日
发明者侯维新, 曾金仁, 吴让二, 梁荣昌 申请人:希毕克斯影像有限公司