电光显示器的制作方法

专利名称：电光显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电光显示器以及用于生产这种显示器的方法和器件。如以下描述所显而易见的，本发明的一些方面限于电泳显示器，而其他方面可使用其他类型的电光显示器。更具体地说，本发明涉及(a)具有粘合剂的电光介质和显示器，所述粘合剂还可以作为叠层胶粘剂；(b)用于形成柔性显示器的方法；(c)彩色电光显示器；(d)用于形成电光显示器的方法和器件；和(e)用于制造由具有不同热膨胀系数的材料形成的混合显示器的方法。
本申请与以下专利和已经公开的中请相关，读者参考这些以获得更详细的背景资料(a)美国专利申请公布No.2002/0180688(参见相关的国际申请WO 99/53373)；(b)美国专利申请公布No.2004/0136048；(c)美国专利申请公布No.2004/0027327(参见相关的国际申请WO03/104884)；(d)美国专利申请公布No.2004/0155857(参见相关的国际申请WO2004/023195)；(e)美国专利No.6124851；(f)美国专利No.6721083；(g)美国专利No.6538801；(h)美国专利No.6323989；(i)美国专利No.6422687；和(j)美国专利No.6120588。
在本发明的显示器中，在电光介质具有固体外表面的意义上，尽管介质可以并且经常的确具有内部液体或气体填充的空间，以及在使用这种电光介质装配显示器的方法的意义上，电光介质(当非电泳电光介质时)将典型地是一种固体(这种显示器可以下为方便起见称为“固体电光显示器”)。因而，术语“固体电光显示器”包括封装的电泳显示器、封装的液晶显示器及下述其他类型的显示器。
如应用于材料或显示器的术语“电光”，在本文中以其在成像技术领域中常规意义使用，以指具有第一和第二显示状态的材料，所述显示状态在至少一个光学性质方面不同，通过对该材料施加电场，该材料从其第一显示状态变化为其第二显示状态。尽管光学性质典型地是人眼可感觉到的色彩，但它可是另一种光学性质，如光传输、反射率、发光，或者就意图机读的显示器来说，在可见区外电磁波长反射率方面变化的意义上的伪色。
术语“双稳态的”和“双稳定性”在本文中以其在本领域中常规意义使用，是指包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述显示状态在至少一个光学性质方面不同，使得在任何给定的元件通过有限持续时间的寻址脉冲驱动后，呈现其第一或者第二显示状态，在该寻址脉冲终止以后，那个状态将持续至少若干次，例如至少四次，改变显示元件状态所要求的寻址脉冲的最小持续时间。在美国专利申请公布No.2002/0180687中表明一些可具有灰度标的粒子型电泳显示器不仅在其极限黑白状态中是稳定的，而且在其中间灰色状态中也是稳定的，并且其它类型的电光显示器的情况也是一样的。这类显示器恰当地称作“多稳态的”而不是双稳态的，不过为方便起见，可在本文中使用术语“双稳态的”以涵盖双稳态和多稳态显示器。
几种类型的电光显示器是已知的。一种类型的电光显示器是旋转双色构件型，如在以下文献中描述美国专利Nos.5808783、5777782、5760761、6054071、6055091、6097531、6128124、6137467和6147791(不过这类显示器经常被称为“旋转双色珠”显示器，由于更准确，术语“旋转双色构件”是优选的，因为上述一些专利中，旋转构件不是球形的)。这种显示器使用大量小的物体(典型地是球形或圆柱形)，所述物体具有两个或更多不同光学特性的段，和内部偶极子。这些物体在基质内悬浮在液体填充的液泡内，该液泡充满液体以便该物体任意旋转。向显示器施加电场，因此使这些物体旋转到不同的位置并且改变物体段的通过观察表面所见内容，从而改变显示器的显现。这类电光介质典型地是双稳态的。
另一种类型的电光显示器使用电致色介质，例如以纳米发色(nanochromic)薄膜形式的电致色介质，其包括至少部分地由半导金属氧化物形成的电极和被连接到该电极的能够可逆变色的多个染料分子；见，例如O′Regan，B.，等人，Nature 1991，353，737；和Wood，D.，Information Display，18(3)，24(2002年3月)。还见Bach，U.，等人，Adv.Mater.，2002，14(11)，845。这种类型的纳米发色薄膜还描述在，例如，美国专利No.6301038，国际申请公开No.WO01/27690和美国专利申请2003/0214695。这类电光介质也典型地是双稳态的。
另一种类型的电光显示器(其多年来已经是大量研究与开发的主题)是粒子型电泳显示器，其中多个带电粒子在电场影响下通过悬浮液。当与液晶显示器相比，电泳显示器可具有优良的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性和低电耗的特征。然而，与这些显示器长期图像质量相关的问题已经妨碍其广泛的使用。例如，构成电泳显示器的粒子常常沉淀，导致这些显示器不足的使用寿命。
许多被转让于麻省理工学院(MIT)和EInk公司或者以其名义的专利和申请最近被公开，其描述了封装的电泳介质。这种封装的介质包括许多小囊，每个小囊本身包括内相和囊壁，其中内相包含悬浮在液体悬浮介质中的可电泳移动的粒子，囊壁围绕该内相。典型地，囊本身固定在聚合物粘合剂内以形成位于二个电极之间的粘附层。这类封装介质描述于，例如，美国专利Nos.5930026；5961804；6017584；6067185；6118426；6120588；6120839；6124851；6130773；6130774；6172798；6177921；6232950；6249721；6252564；6262706；6262833；6300932；6312304；6312971；6323989；6327072；6376828；6377387；6392785；6392786；6413790；6422687；6445374；6445489；6459418；6473072；6480182；6498114；6504524；6506438；6512354；6515649；6518949；6521489；6531997；6535197；6538801；6545291；6580545；6639578；6652075；6657772；6664944；6680725；6683333；6704133；6710540；6721083；6727881；6738050；6750473；和6753999；以及美国专利申请公开Nos.2002/0019081；2002/0021270；2002/0060321；2002/0060321；2002/0063661；2002/0090980；2002/0113770；2002/0130832；2002/0131147；2002/0171910；2002/0180687；2002/0180688；2002/0185378；2003/0011560；2003/0020844；2003/0025855；2003/0038755；2003/0053189；2003/0102858；2003/0132908；2003/0137521；2003/0137717；2003/0151702；2003/0214695；2003/0214697；2003/0222315；2004/0008398；2004/0012839；2004/0014265；2004/0027327；2004/0075634；2004/0094422；2004/0105036；2004/0112750；和2004/0119681；和国际申请公开Nos.WO99/67678；WO00/05704；WO00/38000；WO00/38001；WO00/36560；WO00/67110；WO00/67327；WO01/07961；WO01/08241；WO03/107315；WO2004/023195；和WO2004/049045.
已知的电泳介质，封装的和未封装的，可被分成两个主要类型，以下为方便起见分别称为“单粒子”和“双粒子”。A单粒子介质只具有单个类型的悬浮在悬浮介质中的电泳粒子，悬浮介质的至少一个光学特性不同于粒子的光学特性。(在谈及单个类型的粒子中，我们不意味着该类型的全部粒子绝对地相同。例如，假如该类型的全部粒子具有基本上相同的光学特性和相同极性的电荷，在不影响介质效用的条件下，参数如粒度和电泳迁移率的明显变化是可以允许的。)当这种介质被放置在一对电极间时，至少其中之一是透明的，取决于二个电极的相对电势，介质可显示该粒子的光学特性(当该粒子邻近于靠近观察者的电极，在下文称“前”电极)或该悬浮介质的光学特性(当该粒子邻近于远离观察者的电极，在下文称“后”电极，以便粒子通过悬浮介质而隐藏)。
双粒子介质具有两个不同类型的粒子以及悬浮液，所述粒子在至少一个光学特性方面不同，所述悬浮液可是未着色的或着色的，但其典型地是未着色的。该两个类型的粒子在电泳迁移率方面不同；在迁移率上的这种差异可以是在极性(此类型在下文可称为“相反电荷双粒子”介质)和/或数量方面。当这种双粒子介质被放置在上述一对电极之间，取决于该二个电极的相对电势，介质可显示任一类粒子的光学特性，尽管这种实现的具体方式的不同取决于迁移率的差异是在极性方面还是在数量方面。便于说明，考虑一种电泳介质，其中一个类型的粒子是黑色而另一个类型是白色。如果两个类型的粒子在极性方面不同(若，例如，黑色粒子是带正电，白色粒子带负电)，这些粒子将被吸引到两个不同的电极，结果若，例如，相对于后电极，前电极是负极，黑色粒子将被吸引到前电极而白色粒子被吸引到后电极，结果该介质将向观察者呈现黑色。相反地，如果前电极相对于后电极是正极，白色粒子将被吸引到前电极而黑色粒子被吸引到后电极，结果介质将向观察者呈现白色。
如果两个类型的粒子具有相同极性的电荷，但是在电泳迁移率方面不同(这类介质可在下文称为“相同极性的双粒子”介质)，两个类型的粒子将被吸引到相同的电极，但是一种类型将比另一种类型先到达电极，结果面向观察者的类型取决于粒子所被吸引到的电极而不同。例如假定，改变上述实例使得黑白粒子带正电，但黑色粒子具有更高的电泳迁移率。如果现在前电极相对于后电极是负极，黑白粒子将被吸引到前电极，但黑色粒子，因为其更高的迁移率，将首先到达前电极，结果黑色粒子层将涂敷前电极而该介质将向观察者呈现黑色。相反地，如果前电极相对于后电极是正极，黑白粒子将被吸引到后电极，但该黑色粒子，因为其更高的迁移率，将首先到达后电极，结果黑色粒子层将涂敷后电极，使得白色粒子层远离后电极而面对观察者，结果该介质将向观察者呈现白色这类双粒子介质要求悬浮液是足够透明的使得白色粒子层远离后电极而容易地使观察者可见。典型地，在这种显示器中的悬浮液根本不是着色的，但一些色料可被结合，为了修正在通过其所见的白色粒子中任何不合需要的色泽。
单粒子和双粒子电泳显示器可能够具有中间灰色状态，该灰色状态具有介于两个已述极限光学状态中间的光学特性。
一些上述专利而公开的申请公开了封装的电泳介质，其在每个囊内具有三个或更多不同类型的粒子。对本申请来说，这种多粒子介质被认为是双粒子介质的亚类。
许多上述专利和申请承认在封装的电泳介质中围绕离散的微胶囊的壁可被连续相代替，因而制造一种所谓的聚合物-分散的电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的小滴和聚合物材料的连续相，而且在这种聚合物-分散的电泳显示器内的电泳流体的离散小滴可被认为是囊或微胶囊，即使无离散囊膜与每个单独的小滴相联系；见例如，上述2002/0131147。因此，对本申请来说，这种聚合物-分散的电泳介质被认为是封装的电泳介质的亚类。
一种电泳显示器相关类型是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示器中，带电粒子和悬浮液不是封装在微胶囊内，而是保持在多个形成在载体介质内的腔中，典型地是聚合物薄膜。见，例如，国际申请公开No.WO02/01281，和公开的US申请No.2002/0075556，均转让于Sipix Imaging，Inc。
尽管电泳介质常常是不透明的(因为，例如，在许多电泳介质中，粒子基本上阻断可见光透射通过显示器)并且以反射方式运转，许多电泳显示器可被制造以所谓的“快门模式”运转，其中一个显示状态基本上是不透明的而一个是透光的。见，例如，上述美国专利Nos.6130774和6172798，以及美国专利Nos.5872552；6144361；6271823；6225971和6184856。介电电泳显示器，其类似于电泳显示器但依靠电场强度的变化，可以类似的方式运转；见美国专利No.4418346。其他类型的电光显示器也可能够以快门模式操作。
封装的或微单元电泳显示器一般不遭受传统电泳装置的聚簇和沉淀的失效方式并且提供了另外的优点，如能够在多种的柔性和刚性基底上印刷或涂敷显示器。(使用单词“印刷”意图包括全部的印刷和涂敷形式，包括但不局限于预计量式涂敷如片状模式涂敷(patch diecoating)、缝式或挤压式涂布、斜板式或阶流式涂布、幕帘涂布；辊式涂布如罗拉刮刀涂布(knife over roll coating)、正反向辊式涂布；照相凹版式涂敷；浸渍涂敷；喷涂；弯月形涂敷(meniscuscoating)；旋涂；刷涂；气刀涂布；丝网印刷方法；静电印刷方法；热敏打印方法；墨喷印刷方法；及其他相似的技术。)因而，所得的显示器可是柔性的。进一步，因为(使用多种方法)可印刷显示器介质，该显示器本身可廉价地制造。
电光显示器通常包括电光材料层和至少两个其他层，其配置在电光材料的相对侧面上，这两个层之一是电极层。在大多数这种显示器中，两个层都是电极层，并且电极层的一个或两个被构图以限定显示器的像素。例如，一个电极层可被构图为延伸的行电极并且另一个被构图为与该行电极成直角运转的延伸的列电极，像素由行电极和列电极的交叉点限定。或者，更通常地，一个电极层具有单个连续电极形式，另一个电极层被构图为像素电极的基质，其每个限定显示器的一个像素。在另一种类型的电光显示器中，其意图与触笔、印刷头或相似的与显示器分离的可移动电极一起使用，邻近电光层的层中仅仅一层包括电极，在该电光层的相对侧面上的层一般地是保护层，其意图防止可移动电极损害该电光层。
制造三层电光显示器通常包括至少一个层压操作。例如，在数个上述MIT和E Ink专利和申请中，描述了一种制造封装的电泳显示器的方法，其中在粘合剂中包括囊的封装的电泳介质被涂敷到柔性基底上，所述柔性基底包括铟-锡-氧化物(ITO)或相似的导电涂层(其用作最终显示器的一个电极)涂敷到塑料薄膜上，该囊/粘合剂涂层被干燥以形成电泳介质的粘附层，其紧紧粘附于基底。单独地，制备背平面，其包含像素电极阵列和适当的导体配置以连接像素电极而驱动电路。为形成最终显示器，使用叠层胶粘剂，其上具有囊/粘合剂层的基底被层压至背平面。(通过用简单保护层如塑料薄膜(触笔或其他可移动电极可在其上滑动)代替背平面，非常相似的方法可用于制备可与触笔或相似的可移动电极一起使用的电泳显示器。)在这样方法的一个优选的形式中，背平面本身是柔性的并且可通过将像素电极和导体印刷在塑料薄膜或其他柔性基底上而制备。显而易见的由这个方法用于批量生产显示器的层压技术是使用叠层胶粘剂的辊式层压。相似的制造工艺可用于其他类型的电光显示器。例如，微单元电泳介质或旋转双色构件介质可以以基本上与封装的电泳介质相同的方式被层压至背平面。
如上述2004/0027327中所述，许多用于固体电光显示器的器件和用于制造这种显示器的方法源自于液晶显示器(LCD′s)中所用的技术，这种液晶显示器当然也是电光显示器，尽管使用液体而不是固体介质。例如，固体电光显示器可使用有源基质背平面(其包括晶体管或二极管的列阵和相应的像素电极阵列)和在透明基底上的“连续”前电极(就在多个像素和典型地全部显示器上延伸的电极而言)，这些器件基本上与LCD′s中的相同。然而，用于装配LCD′s的方法不能用于固体电光显示器。装配LCD′s通常是在单独的玻璃基底上形成背平面和前电极，然后将这些器件粘附固定在一起，在它们之间留下小孔，在真空条件下将所得配件放置以及将配件浸入液晶浴中，以便液晶流过背平面和前电极之间的孔。最后，液晶被置于适当的位置，密封孔以提供最终显示器。
这种LCD装配工艺不能轻易地转移到固体电光显示器。因为电光材料是固体，在背平面和前电极这两个整体彼此固定前，电光材料必须存在于背平面和前电极之间。此外，液晶材料被简单地放置在前电极和背平面之间而不连接到任何一个，而与液晶材料相反，固体电光介质通常需要固定至两者，因为这通常比以下方法容易在含电路的背平面上形成介质和然后将前电极/电光介质层压到该背平面(通过用胶粘剂覆盖电光介质的全部表面并且在热和压力以及也许真空的条件下层压)。
如上述美国专利No.6312304所述，制造固体电光显示器还存在以下问题光学器件(电光介质)和电子器件(在背平面中)具有不同的性能标准。例如，期望光学器件最优化反射率、对比率和响应时间，而期望电子器件最优化导电性、电压-电流关系和电容，或期望具有记忆、逻辑或其他高阶的电子器件能力。因此制造光学器件的方法对于制造电子器件未必是理想的，反之亦然。例如，制造电子器件的方法可包括在高温加工。该加工温度可约300℃-约600℃。然而，许多受到这种高温的光学器件可由化学分解电光介质或由引起机械损伤而有害于光学器件。
此专利描述了制造电光显示器的方法，其包括提供调节层(包括第一基底和邻近第一基底所提供的电光材料)，当施加电场时该调节层能够改变视觉状态；提供像素层(包括第二基底、在第二基底正面上所提供的多个像素电极和在第二基底后表面上所提供的多个接触垫)，每个像素电极通过贯穿第二基底的通路连接到接触垫；提供电路层(包括第三基底和至少一个电路元件)；层压调节层、像素层和电路层以形成电光显示器。
电光显示器常常是昂贵的；例如，便携式计算机中的彩色LCD的成本典型地占计算机的全部成本的很大比例。因为电光显示器的用途波及装置如蜂窝式电话和个人数字助理(PDA′s)，远远不如便携式计算机昂贵，所以存在着降低这种显示器成本的巨大压力。正如以上的讨论，通过印刷技术在柔性基底上形成一些固体电光介质层的能力开辟了降低显示器电光器件成本的可能性，这通过利用铜版纸、聚合物薄膜和类似介质的生产所用的工业设备，使用批量生产工艺如卷对卷(roll-to-roll)涂敷而实现。然而，这种设备是昂贵的并且目前销售电光介质的地区或许不能胜任调整专用设备，因此典型地可需要将涂布过的介质从工业涂布车间输送到用来最后装配电光显示器的车间而不损害较脆的电光介质层。
此外，大多数用于最终层压电泳显示器的现有技术方法基本上是间歇方法，其中电光介质、叠层胶粘剂和背平面只恰恰在最后装配前被放在一起，期望提供更佳适于批量生产的方法。
上述2004/0027327描述装配固体电光显示器的方法(包括粒子型电泳显示器)，其很适于批量生产。本质上，此未决申请描述所谓的“前平面叠层”(“FPL”)其顺次包括透光的导电层；与导电层电接触的固体电光介质层；胶粘剂层和释放片层。典型地，透光的导电层将携带在透光基底上，该透光基底优选是柔性的(在基底可手工卷绕于直径为10英寸(254mm)的鼓而没有永久变形的意义上)。在此未决的申请和本文中，术语“透光的”意思指由此指定的层发射足够的光以使观察者，透过该层看去，能够观察电光介质显示状态的变化，所述变化将通常通过导电层和邻近的基底(如果存在)观看。基底将典型地是聚合物薄膜，将通常具有约1-约25mil(25-634μm)的厚度，优选约2-约10mil(51-254μm)。导电层适宜的是例如铝或ITO的薄金属层或可为导电聚合物。涂有铝或ITO的聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜是可以市购的，例如获自E.I.du Pont de Nemours & Company，Wilmington DE的“镀铝的Mylar”(“Mylar”是注册商标)，这种工业材料可被使用而具有优良的前平面叠层的效果。
使用这种前平面叠层装配电光显示器可通过从前平面叠层除去释放片层并且在有效引起胶粘剂层粘附于背平面的条件下使胶粘剂层与背平面接触而进行，从而将胶粘剂层、电光介质层和导电层固定到背平面。这个方法十分适合于批量生产，因为前平面叠层可被批量生产，典型地使用卷对卷涂布技术，然后切割成任何与具体背平面使用所需大小的碎片。
上述2004/0027327还描述在将前平面叠层结合入显示器前检测前平面叠层中电光介质的方法。在这种检验方法中，释放片层具有导电层，并且在此导电层和在电光介质相对侧面上的导电层之间施加足够改变电光介质光学状态的电压。电光介质的观察于是将显示介质中的任何缺陷，由此避免将有缺陷的电光介质层压入显示器，以及报废全部显示器的所造成的成本(而不仅仅是该有缺陷的前平面叠层)。
上述2004/0027327还描述了检测前平面叠层中的电光介质的第二方法，其通过在释放片层上放置静电电荷，由此在电光介质上形成影像。然后以和先前相同的方式观察此影像以探测电光介质中的任何缺陷。
上述2004/0155857描述一种所谓的“双重释放薄膜(doublerelease film)”，其本质上是上述2004/0027327的前平面叠层的简化型式。双重释放片层的一个形式包括夹在两个胶粘剂层之间的固体电光介质层，一个或两个该胶粘剂层被释放片层所覆盖。双重释放片层的另一个形式包括夹在两个释放片层之间的固体电光介质层。双重释放薄膜的这两种形式都意图用于通常类似于已述的由前平面叠层装配电光显示器的方法，但包括两个单独的叠层；典型地，在第一叠层中，该双重释放片层被层压至前电极以形式前子配件，然后在第二叠层中，该前子配件层压到背平面以形成最终显示器。
全部上述装配固体电光显示器的方法在电光介质和电极中的一个之间留下至少一个叠层胶粘剂层。这是不利的，因为通常期望电光显示器尽快转换，并且为实现这种快速转换，必须提供跨越电光层的尽可能高的电场。叠层胶粘剂层以及电极之间的电光层的存在必然在任何给定的电极间的电压条件下降低电场对电光层的作用，因为一些电压降必然出现在叠层胶粘剂层；实际上，叠层胶粘剂层浪费部分有效电压。
尽管人们可以通过增加显示器的工作电压(即，电极间的电压差)补偿跨越胶粘剂层的电压降，用这样的方式增加跨越电极的电压是不合需要的，因为增加显示器的功耗，并且可需要使用更复杂的并且昂贵的控制回路以控制所含的增加的电压。
如已经提到的，在封装的电泳介质中，电泳层典型地包括围绕囊的粘合剂，并且使它们保持机械粘附层的形式。其他形式的固体电光介质可包含类似的粘合剂；例如旋转双色构件显示器的基质可被认为是粘合剂，如可为微单元显示器的端壁。现已经发现，如果谨慎地选择此粘合剂的性能和在至少一些情况中存在于电光层中的粘合剂的比例，该粘合剂还可以作为叠层胶粘剂，由此去除对单独叠层胶粘剂层的需求，并因而在最终显示器中产生改进的电光性能。
因此，在一个方面本发明提供一种具有粘合剂的固体电光显示器，该粘合剂还作为叠层胶粘剂。
本发明的第二个方面涉及柔性显示器。柔性显示器技术是许多显示器应用高度期望的。其中柔性是关键因素的一个应用是其中显示器被用于机械或电传感装置上的情况，其中通过机械变形，例如，通过施加转换或通过机械地改变电容器或压电传感器或其他电气或电子装置的间距而产生传感装置的反应。在这些应用中显示器的柔量和柔性是决定性的；如果显示器层太硬，需要更大的力以使传感器运转而装置的有效传感分辨率降低，因为一个以上的敏感元件可能在一个给定点通过加压而运转。其中显示器配件的刚性已被证明重要的应用的一个实例是在电话机键区中，其中期望具有在微型开关列阵上的显示器，所述微型开关由手指压力操控。涂布在较厚塑料支承上的和使用塑料背平面的目前封装的显示器的刚性已经表明使这些键区装配复杂化，并且降低了转换操作(在关闭转换时“单击”)的触觉感觉。
因而，在第二方面中，本发明涉及装配柔性电光显示器的方法；这些方法使用略微类似于上述前平面叠层和双重释放薄膜的器件。
此外，如已经提到的，本发明进一步方面涉及彩色显示器。与许多电光显示器有关的问题之一是显示器每个像素可产生的颜色的受限范围。正如以上的讨论，单粒子和双粒子类型电泳显示器通常在每个像素处仅仅显示两种颜色，单粒子显示器中的粒子和悬浮液的颜色，和双粒子显示器中的两个类型的粒子的颜色。
一个扩展由常规电光显示器可获得的颜色的受限范围的方法是将滤色器列阵放置于显示器像素上。例如，考虑将滤色(如红、绿和蓝)器列阵放置在显示器单独的像素上对包括黑色流体中的白色粒子的显示器的影响。将白色粒子移动靠近覆盖红色滤光片的像素的观察表面将使该像素显现红色，而将同样像素的白色粒子移动靠近显示器的后表面将使该像素显现黑色。用这种方法产生颜色的主要问题是滤色器的象素化限制了显示器的亮度。例如，如果期望红颜色，由红色滤光片覆盖的像素被设置呈现红色，而由绿和蓝滤色镜覆盖的像素被设置呈现暗色，因此仅仅部分显示器表面具有期望的颜色而剩余部分是暗色的，因此限制所获得的任何颜色的亮度。可具有三个光学状态(黑色、白色和彩色或黑色、白色和透明)的反射式显示器将在图像质量、成本和易于制造方面具有显著的优势。
本发明的一个方面涉及使用快门模式的电光介质以制造改进的彩色显示器。
此外，如已经提到的，本发明的进一步方面涉及使用如上所述的前平面叠层和双重释放薄膜，用于形成电光显示器的方法和器件。在实际工业高容量的方法中，目前有必要使用热层压方法使FPL或双重释放薄膜连接到背平面。该背平面可为具有一个或多个图案化的导电径迹(conductive trace)的直接驱动分节类型，或者可为非线性电路类型(例如，有源基质)。
在将FPL或双重释放薄膜层压至玻璃有源基质背平面(薄膜晶体管阵列，或缩写TFT′s)的方法研制期间，遇到许多与传统层压设备有关的问题。本发明提供所需的和期望的常规工具的变型，以便于加工FPL′s和玻璃TFT′s上的双重释放薄膜。在本文中描述的本发明可用于FPL型或双重释放薄膜型显示器层压工具的设计，所述显示器也使用塑料或金属箔背平面。
最后，本发明涉及制造混合显示器的方法，所述混合显示器由具有不同热膨胀系数的材料形成。显示器电池。电光显示器可使用两个玻璃板构造。第一板形成前表面，并且提供用于寻址电光介质的一个或多个电极。第二板形成后表面并且提供用于寻址电光介质的一个或多个电极(并且也许为非线性元件如薄膜晶体管)。理想地，所用形成前后板的材料在某些机械性能如热膨胀系数(CTE)和相对湿度膨胀系数(CHE)上相似。进一步，在有些情况下，期望材料具有厚度和杨氏模量(Young′s Modulus)(E)所选的组合以便满足制造的某些要求。
在其它情况下，如当使用FPL和玻璃或类似的刚性背平面形成显示器时，所得的“混合”电光显示器不可避免地使得显示器前后“板”的材料在其机械性能上不同。这种混合显示器在其制造中带来新的挑战。例如，使用封装的电泳FPL和玻璃TFT背平面所构造的显示器实际上具有层压至玻璃背平面的塑料前板，其中基本上是异质材料非对称的堆叠层。作为此构造的结果，显示器显示了在传统玻璃/玻璃显示器中未发现的机械特征。特别地，非对称构造导致与面板温度或湿度变化有关的复合面板的卷曲(翘曲)。与翘曲有关的应力和张力对这种系统的设计提出了严峻挑战。因此，对面板加工、材料和构造方法存在着一种需要，要求在很宽的工作条件范围内导致面板具有可接受的性能，而本发明设法满足这些要求。
因此，在一个方面，本发明提供一种制造封装的电泳显示器的方法，该方法包括提供电泳介质，其包括多个在聚合物粘合剂中的离散小滴，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中，并且当电场施加于悬浮液时，所述带电粒子能够通过悬浮液移动；提供背平面，其具有至少一个电极；和在一定温度下将电泳介质层压至背平面，在该温度时聚合物粘合剂将流动并且电泳介质与背平面直接接触，从而引起聚合物粘合剂流动并且将电泳介质固定至背平面以形成显示器。
如容易地对电光显示器制造领域的技术人员显而易见的是，这个方法不同于将电光介质层压到背平面的常规方法在于在电光显示器和背平面之间无需叠层胶粘剂；实际上，聚合物粘合剂起粘合剂和叠层胶粘剂的作用。因此，为方便起见，在下文中这个方法可称为本发明的“无胶粘剂”方法。
在这个方法中，电泳介质可为前述任何的类型。因此，例如，电泳介质可为常规的封装的电泳介质，其中每个小滴被限制在和聚合物粘合剂分离的囊壁范围内(尽管这种囊壁本身可由聚合物材料组成)。或者，电泳介质可为聚合物-分散的类型，其中小滴形成两相系统的不连续相并且被形成聚合物粘合剂的连续相围绕。
在本发明的无胶粘剂方法中，电泳介质可被置于透光基底上，使得层压后，电泳介质被夹在基底和背平面之间。透光电极可被置于电泳介质和基底之间，电泳介质具有释放片层，所述释放片层覆盖远离该基底的电泳介质表面(即，如上述2004/0027327所述，电泳介质可被结合进前平面叠层)，并且该释放片层在层压前被除去。
在无胶粘剂方法中，层压在足够引起聚合物粘合剂流动的温度条件下进行，使得粘合剂将流动并且将电泳介质固定至背平面。所用温度当然不应该如此高以至于对电泳介质或存在的任何其他温度敏感的器件造成不能接受的损害。因此，应该选择粘合剂，使得其在允许层压进行的温度条件下流动而不损害电泳介质或其他器件。通常，期望使用在不超过150℃并且优选不超过100℃的条件下流动的聚合物粘合剂。如在上述2003/0025855中所详述的，选择用于电泳显示器的叠层胶粘剂是复杂的，因为必须考虑大量因素，包括胶粘剂的电气性质，并且相同因素适用于同样起叠层胶粘剂作用的聚合物粘合剂。因此，由于如上述2003/0025855中所述的相同理由，通常优选用于无胶粘剂方法的聚合物粘合剂是聚氨酯。
由于以下详述的理由，用于无胶粘剂方法的聚合物粘合剂与电泳介质中的小滴的比值通常高于使用与粘合剂分离的胶粘剂的现有技术方法。在无胶粘剂方法中，典型地聚合物粘合剂将占电泳介质的至少20wt％和令人期望地至少30wt％。
用于无胶粘剂方法的背平面可为本领域已知的任何类型。例如，背平面可为直接驱动类型，其具有多个像素电极和导电径迹，通过导电径迹可独立地控制像素电极上的电势。或者，背平面可为有源基质背平面，其包括多个像素电极和至少一个与每个像素电极有关的非线性元件。
本发明还提供一种电泳介质(其在下文中可被称为本发明的“无胶粘剂介质”)，其意图用于如上所述的无胶粘剂方法。本电泳介质包括多个在聚合物粘合剂中的电泳介质的离散小滴，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动，其中聚合物粘合剂在不超过150℃的温度下流动。
在本无胶粘剂介质中，令人期望地聚合物粘合剂在不超过约100℃的温度下流动。电泳介质可为前述任何的类型。因此，例如，电泳介质可为常规的封装的电泳介质，其中每个小滴被限制在和聚合物粘合剂分离的囊壁范围内(尽管这种囊壁本身可由聚合物材料组成)。或者，电泳介质可为聚合物-分散的类型，其中小滴形成两相系统的不连续相并且被形成聚合物粘合剂的连续相围绕。
本发明的无胶粘剂介质可与覆盖该介质的一个表面的透光基底结合使用，任选与被置于电泳介质和基底之间的透光电极结合。电泳介质可具有释放片层，所述释放片层覆盖远离该基底的电泳介质表面(即，电泳介质可结合进前平面叠层，如上述2004/0027327中所述)。
由于上述理由，在无胶粘剂介质中，典型地聚合物粘合剂将占电泳介质的至少约20wt％和令人想望地至少约30wt％，并且聚合物粘合剂可包括聚氨酯。
本发明还提供用于制造显示器的薄膜，该薄膜顺次包括透光的导电层；电泳介质，其包括多个在聚合物粘合剂中的电泳介质的离散小滴，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动，该聚合物粘合剂在不超过150℃的温度下流动；和释放片层，其与聚合物粘合剂接触。
此薄膜实际上是如上述2004/0027327所述的前平面叠层，其被改进以用具有粘合剂(根据本发明，其还可以起叠层胶粘剂的作用)的电泳介质代替电泳介质和最初前平面叠层的叠层胶粘剂层。
本发明还提供用于制造显示器的薄膜，该薄膜包括电泳介质层，其包括多个在聚合物粘合剂中的电泳介质的离散小滴，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动，该聚合物粘合剂在不超过150℃的温度下流动，该层在其相对侧面上具有第一和第二表面；第一释放片层，其覆盖电泳介质层的第一表面；和第二释放片层，其覆盖电泳介质层的第二表面。
此薄膜实际上是如上述2004/0027327所述的双重释放片层，其被改进以用具有粘合剂(根据本发明，其还可以起叠层胶粘剂的作用)的电泳介质代替电泳介质和最初前平面叠层的叠层胶粘剂层。
在另一个方面中，本发明用于形成电光显示器所用的子配件的方法，这个方法包括将电光介质层沉积于第一释放片层上；将叠层胶粘剂层沉积于第二释放片层；和其后，在有效引起叠层胶粘剂粘附于电光介质的条件下，使第一释放片层上的电光介质与第二释放片层上的叠层胶粘剂接触，从而形成子配件，其包括夹在两个释放片层之间的叠层胶粘剂和电光介质。这个方法，其主要地尽管非排他地意图用于装配柔性显示器，为方便起见，在下文中可被称为本发明的“柔性子装配工艺”。这个方法可进一步包括从子配件除去第一释放片层和将电光介质层压至包括至少一个电极的背平面。该方法可进一步包括，在将电光介质层压至其前，将叠层胶粘剂层层压至背平面。
在另一个方面中，本发明提供用于显示彩色图像的设备，该设备包括具有多个像素的电光显示器，其中每个像素可独立地设置为透光的光学状态或基本上不透明的光学状态，发光装置被安排闪烁至少两个不同颜色光的单独脉冲到电光显示器的一个表面上。在进一步的方面中，本发明提供用于产生不同颜色光脉冲的设备，该设备包括光源和被安排接受来自光源的光的滤光配件，该滤光配件包括具有透光状态和具有第一光学特性的着色状态的第一电光层；第一电极，其被安排向第一电光层施加电场，所述电场能够使第一电光层在其透光状态和着色状态之间切换；具有透光状态和具有不同于第一光学特性的第二光学特性的着色状态的第二电光层；和第二电极，其被安排向第二电光层施加电场，所述电场能够使第二电光层在其透光状态和着色状态之间切换。
在另一个方面中，本发明提供用于制造混合显示器的第一方法，该第一方法包括(a)提供前平面叠层，其包括电光层和基底，该前平面叠层具有第一热膨胀系数(CTE)；(b)通过将前平面叠层层压至背平面制造电光显示器，所述背平面包括至少一个电极，该背平面具有第二CTE；(c)将显示器加热至阈温以上的温度，从而制造具有曲率的加热的显示器；和(d)逐渐地降温至周围温度以释放结构应力使得曲率充分降低，所述结构应力是由于前平面叠层和背平面的任何不均匀膨胀造成的。
在另一个方面中，本发明提供用于制造混合显示器的第二方法，该第二方法包括(a)将前平面叠层粘附至背平面，所述前平面叠层包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料，从而制造具有第一曲率的混合显示器(b)通过强制显示器暂时呈现相对于第一曲率的第二曲率而降低混合显示器的曲率。
在另一个方面中，本发明提供用于制造混合显示器的第三方法，该第三方法包括(a)提供前平面叠层，其包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料；(b)将背平面粘附于前平面叠层，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料；和(c)通过将第三面板粘附至背平面而制造混合显示器，所述第三面板包括不同于第二材料的材料，使得与只由前平面叠层和背平面而不是第三面板组成的显示器相比，混合面板的总曲率充分地降低。
最后，本发明提供用于制造混合显示器的第四方法，该第四方法包括(a)调节前平面叠层至第一温度，所述前平面叠层包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料；(b)调节背平面至第二温度，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料；和(c)将温度调节过的前平面叠层粘附于温度调节过的背平面以制造混合显示器。
在各个用于制造混合显示器的上述方法中，前平面叠层可包括电泳层，其可为任何前述的类型。
附图的

图1是通过如上述2004/0027327所述的现有技术前平面叠层的剖面示意图，但释放层被除去以备层压至背平面。
图2是表示现有技术显示器的剖面示意图，该显示器由将图1中所示的前平面叠层层压到含像素电极的背平面而产生。
图3是通过本发明的前平面叠层的类似于图1的剖面示意图，此外释放层被除去以备层压至背平面。
图4是表示显示器的类似于图2的剖面示意图，该显示器由将图1中所示的前平面叠层层压到含像素电极的背平面而产生。图5至9是示意侧视图，其表示在本发明的柔性子装配工艺中的各个步骤。
图10是本发明用于显示彩色图像的设备的示意侧视图。
图11是本发明用于产生不同颜色光脉冲的设备的示意侧视图。
图12是通过可根据本发明制造的混合电泳显示器的显示单元的剖面示意图。图13A和13B是举例说明可用来减轻在如图12中所示显示器中的翘曲的方法的示意侧视图。
图14是表示可用来防止在如图12中所示显示器中的翘曲的进一步方法的示意侧视图。
图15举例说明制造混合显示器的方法，其中温度调节用来控制任何显示器翘曲趋向。图16是同图12相比放大很多的剖面示意图，其表示一个可能的可用于图12显示器的边封形态。
如已指出，本发明具有数个不同的涉及电光显示器以及用于生产这种显示器的方法和器件的方面。这些不同的方面将主要在以下分别详细描述，但应当理解的是单个的显示器、方法或器件可使用本发明一个以上的方面。例如，使用本发明的前平面叠层可进行本发明制造混合显示器的不同方法。
无胶粘剂方法、介质、前平面叠层和双重释放薄膜本发明以上全部方面被结合在一起是因为它们都涉及排除通常用于封装的电泳介质和电泳显示器的至少一个其他器件之间的叠层胶粘剂；该其他器件典型地是背平面，但在某些情况下，本发明可使得剔除电泳介质和前基底之间的叠层胶粘剂，所述前基底提供观察表面，观察者通过其意图观看显示器。如已经提到的，剔除叠层胶粘剂是通过在电泳介质中使用粘合剂而进行的，所述粘合剂可在层压所用的温度条件下流动，因此实际上该粘合剂还作为叠层胶粘剂。流动的概念是复杂的但在本文中它是指一种聚合物材料，其已经通过从弹性到塑性或粘性状态的转变。
本发明用于无胶粘剂介质及方法的粘合剂的选择当然必须考虑的是不仅其流动温度而且其与另一个电泳介质器件的相容性以及驱动该介质的要求，特别包括粘合剂的电阻率。令人想望地，粘合剂在不超过150℃的温度下流动，并且优选在不超过100℃的温度下。通常，粘合剂的优选的类型是聚氨酯；已经发现某些聚氨酯可满足这些优选的流动温度而仍然可与通常用于电泳介质中的全部另一个器件相容。
此外，在选择用于本发明无胶粘剂介质及方法的粘合剂中，应该不仅注意所用粘合剂的类型而且应该注意粘合剂的比例。如在数个上述E Ink和MIT专利与申请中所讨论的，由将囊和粘合剂的混合物涂布到基底或聚合物-分散的类型的介质上所制备的封装的电泳介质往往具有非平面型表面，因为单独的囊或小滴在干燥和/或固化的电泳介质的表面上形成“凸起”，并且当(按照优选情况)介质基本上由囊或小滴的单个层组成时，情况更是如此。在使用叠层胶粘剂的常规方法中，叠层胶粘剂不仅用于将电泳介质粘附至背平面或其他器件，而且使电泳介质最初的非平面型表面平面化，因此避免各种的问题(例如，形成空穴和电泳介质对所施加的电场的不规则反应)，如果将该电泳介质的非平面型表面层压至背平面或其他器件的平面型表面时，这些问题会另外出现。
当根据本发明为避免这类问题而剔除叠层胶粘剂时，非常期望可流动的粘合剂不仅仅代替以前所用的叠层胶粘剂的胶粘剂功能，而且代替其平面化功能，并且为使可流动的粘合剂能够这样做，已经发现，与典型地现有技术所用的电泳介质(其意图与叠层胶粘剂一起使用)相比，通常期望使用在本发明无胶粘剂的电泳介质中更高比例的粘合剂。考虑，例如，一种理想化的封装的电泳介质，其包括依靠基底的六边形紧密填赛的球形囊的单个层。该囊占该层的体积分数是大约60.5％，该层的剩下的39.5vol％由粘合剂占据。这暗示囊与粘合剂体积比为约3∶2将足以使粘合剂能够填充囊间的所有空间，因此使囊层平面化。进一步考虑该理想化系统暗示粘合剂略大的比例(例如囊与粘合剂体积比为1∶1)是期望的，以保证过量粘合剂覆盖囊层，因此降低在层压过程期间囊壁可受损害和也许爆裂的机会。
然而，如数个上述E Ink和MIT专利和申请所述(特别见美国专利Nos.6067185和6392785)，实际上制造的封装的电泳介质与理想化模型有很大的差别，其中因为电泳介质层在干燥或固化期间收缩而使最初球形囊变平成扁椭球，以及在至少一些情况中，因为收缩继续，扁椭球彼此接触并且形成平面型接触区域，垂直于层的厚度充分延伸，因此最终囊具有基本上棱柱的形状，理想地六方柱。类似的效果随聚合物-分散的电泳介质而观察到。与紧密填赛的球形囊，扁椭球和棱柱形状的囊占电泳介质明显更大的比例，因此在前者情况中需要更少的粘合剂。另外，上述讨论集中在体积比，大多数粘合剂的密度往往略高于大多数电泳介质，所述电泳介质的多半是由低密度脂肪族烃悬浮液组成，因此粘合剂的重量比可略高于体积比。用于任何特定介质的粘合剂的最佳比例最好凭经验确定，但作为一般性指导可以说明的是聚合物粘合剂应该典型地占电泳介质的至少20％，令人想望地至少30wt％(该比值当然是基于实质上干燥的囊的重量和基于粘合剂固相物质(solid basis)计算的，因为粘合剂典型地作为一种胶乳被加入)。典型地，最适比率将为2至3重量份的囊每重量份的聚合物粘合剂。应该避免使用大量过剩的粘合剂，因为这种过量往往“稀释”该囊，使其超过它们优良填赛的点，由此使介质的电光性能退化。
本发明无胶粘剂方法的层压步骤可使用任何本领域已知的技术进行。因此，例如层压可使用卷对卷方法进行，使本发明前平面叠层(带有从其剥离的释放片层)和形成在柔性基底上的成卷背平面在层压机的受热辊间通过。
本发明的前平面叠层和双重释放薄膜可包括任何任选的描述于上述2004/0027327和2004/0155857中的特征。因此，例如，前平面叠层可具有导电通路和接触垫，如2004/0027327所述。前平面叠层的释放片层可具有导电层以便于以如上所述的方式检测前平面叠层。
本发明的前平面叠层不仅剔除现有技术FPL的层(即叠层胶粘剂层)而且简化总装配工艺。在描述于上述2004/0027327中的现有技术方法中，FPL典型地由将囊/粘合剂浆料涂布到基底上形成，所述基底包括含铟-锡-氧化物(ITO)层的聚合物薄膜，该淤浆被涂布到薄膜的ITO覆盖的表面上。所得的囊-涂布的薄膜然后经受第一层压，其中将叠层胶粘剂层层压到囊/粘合剂层的裸露表面，然后施加释放片层以形成FPL。当FPL将被装配成显示器时，该释放片层被除去并且进行第二层压以将叠层胶粘剂固定到背平面，因此形成最终显示器。本发明使能够使第一层压被剔除，因此简化生产显示器的总加工过程。
本发明的该方面现在将参考附图的图1-4进行举例说明。如已经提到的，图1表示如上述2004/0027327所述的现有技术的前平面叠层，但释放层被除去以备层压至背平面。如图1所示，前平面叠层包括前基底100，其由聚合物薄膜形成，含铟氧氧化物的层102(层102的厚度与基底100的厚度相比被大大地放大，便于说明)，其将形成最终显示器的公共前电极。前平面叠层进一步包括电泳层，其包括在粘合剂106中的囊104，和叠层胶粘剂层108。
图2表示由将图1的前平面叠层层压到含像素电极(未示)的背平面110而产生的结构。将会看到，在图2的叠层中，两个电泳层104/106和胶粘剂层108存在于平面电极层102和像素电极之间。
图3表示本发明的前平面叠层，此外释放层被除去以备层压至背平面。图3的前平面叠层通常类似于图1的前平面叠层，但具有热可流动的粘合剂106′而没有胶粘剂层。
最后，图4表示由图3的前平面叠层层压到背平面110而产生的结构。将会看到，在图4的叠层中，在前平面电极层102和像素电极之间仅仅存在电泳层104/106。因为消除电极之间的胶粘剂层，在任何给定的工作电压条件下，图4的叠层将典型地比图2的叠层基本上转换得更快。现在给出以下实施例，然而只作为说明，以举例说明本发明的优选实施方案。
实施例基本上如上述2002/0185378的实施例30所述，制备在脂肪族烃悬浮液中含聚合物-涂布的二氧化钛和炭黑粒子的以及具有凝胶/阿拉伯树胶囊壁的双粒子相反极性电泳囊。这些囊然后与常规聚氨酯胶乳粘合剂以1∶1重量比(囊/粘合剂固相物质)混合，基本上如该实施例30所述，将所得物缝式涂布到5mil(127μm)聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜(该薄膜在一个表面上涂布有ITO)上，并固化以产生最终的囊/粘合剂层，其基本上包括囊的单层并且厚度为15-30μm。所得的囊-涂布的薄膜基本上是本发明的FPL，除了它没有释放片层以外，所述释放片层不是必需的，因为涂布的薄膜紧接着被使用，如下所述。
使用热辊层压机，然后将囊涂布的薄膜层压到包括覆盖石墨层的聚合物薄膜的背平面，电泳层和石墨层接触，以及将所得的结构切成2英寸正方形(51mm正方形)的尺寸以产生试验性单象素显示器，其显现令人满意的电光性能。
进一步相似的实验表明以较低的粘合剂与囊重量比约1∶2-1∶3，能够获得令人满意的电光性能。
柔性子装配方法本发明的柔性子装配方法使得装配极柔性和顺性显示器以良好地适用于例如上述其中柔性是最重要因素的应用。A优选的子装配方法将参考附图的图5-9进行描述。
优选的方法以第一释放片层500(图5)为起点。电光介质502层被涂布或另外被沉积在第一释放片层500上。分别地，叠层胶粘剂504层形成在第二释放片层506上并且被层压至电光介质502，使得叠层胶粘剂504粘附于电光介质502。
在另外的操作中，如图6所示，背平面508通过丝网印刷或类似的淀积方法(见上述E Ink/MIT专利和申请，用于形成这种背平面的适当的方法)在第三释放片层510上形成。分别地，叠层胶粘剂512层形成在第四释放片层514上并且被层压到背平面508，使得叠层胶粘剂512粘附于背平面508。
在本方法的下一步中，使第四释放片层514从图6所示的结构除去，因此使叠层胶粘剂512暴露，并且使第一薄板500从图5所示的结构除去，因此使电光介质502暴露。然后两个所得的结构用和电光介质502接触的叠层胶粘剂512层压在一起，因此形成图7所示的多层结构。
在另外的操作中，另一个叠层胶粘剂516层被涂布在第五释放片层518上。第三释放片层510从图7所示的结构中撕去并且叠层胶粘剂516和第五释放片层518被层压至其背平面表面以产生图8所示的结构。
该方法的下一步将图8的结构固定至基底，例如压力感应开关或传感装置，其已经覆盖了绝缘材料薄层以使图8结构的电光显示器器件绝缘。此叠层通过从图8结构剥落第五释放片层518并且将叠层胶粘剂516层压因而暴露于基底520(图9)而起作用。或者，此叠层胶粘剂层(其与传感或开关装置接触)可由高绝缘压敏粘结剂材料形成，而在这样情况下可以剔除绝缘材料层。最后，去除第二释放片层506以使叠层胶粘剂504暴露，然后将叠层胶粘剂504层压至顶端平面电极522，顶端平面电极522将典型地支承在前基底如聚合物薄膜(其用作保护层以保护最终的电光显示器)上。或者，顶端平面电极522可通过涂布过程形成，例如通过将导电聚合物沉积在叠层胶粘剂504上。
遵循相同的基本构图可使用不同的替代方法。例如，电光介质在本方法的第一步骤中可直接涂布在导电支承上，由此完全省去第二释放片层的除去和顶端平面电极的层压或形成。此过程导致类似于图9结构的结构，但没有最顶端的叠层胶粘剂层。或者，不剥落第一释放片层以使电光介质暴露，而可将第二释放片层剥落以得到具有暴露的胶粘剂层的双层涂层。然后可将此双层涂层层压至薄的塑性支承上的导电层。就此，第一释放片层可被除去而该方法的最后一步如前所述进行。还会设想到其他装配变化，因此可使用一般方法以多种方式构造多种不同的电光显示器结构和装置。
这里所举例说明的构造技术特别地提供至少两个新型结构的制备，所述结构包括直接粘附于机械传感器的电光显示器装置。该两个新型结构的区别是，其中一个，显示设备的顶端受保护性薄板(典型地塑料薄膜)的保护，而第二个(其中顶端平面电极用作导电聚合物材料，如PEDOT)没有进一步的保护层。优选的结构取决于应用和所需装置的耐用性。在机械传感器通过按钮激活的情况下，与电光装置表面接触的按钮面应被制成平滑的和/或略柔顺的，因此，可不需要保护性塑性层。如果传感器的驱动是通过使用手指或触笔或其他锋利物体而发生(如在触屏应用中)，为了耐用性，将可能需要顶端保护层。但不论是哪种情况，装置的耐用性将得到改进，如果电光介质是聚合物分散的电泳介质的话。
也可以使用其它施用电光介质的方法。特别地，将电泳囊和粘合剂电淀积到图案化的背平面(见，国际申请PCT/US2004/009421)将是特别适合结合电光介质的方法，并且将剔除上述过程中的一些层压/脱层步骤。本技术还将能够使用除了黑色或白色以外的多个专色来增强显示功能。
由上述可知本发明的柔性子装配方法可提供直接耦合到机械传感器的电光显示器和使用一系列层压步骤来装配这种装置的一般方法。显示器和传感器之间的直接耦合剔除了对至少一个相对刚性的支承薄板的需要，改进该耦合装置的分辨率和触觉。一个可由本发明实现的这种装置是使用封装的电泳显示器的触屏；另一个是具有可转换按钮指示器的电话机键区。这是极强大的构造技术的一种用途，所述构造技术可利用封装的电泳介质的耐用性和柔性。
用于显示彩色图像和产生光脉冲的设备如已经提到的，本发明提供用于显示彩色图像的设备，和用于产生不同颜色光脉冲的设备，后一设备意图用作显示彩色图像设备中的子配件。
如上所述，已经举例说明封装的电泳介质和相似的电光介质适合滤色阵列。然而，存在着数个与使滤色阵列、电泳介质或其他电光介质和电子驱动器整合有关的根本挑战。与这种显示器设计有关的关键问题涉及利用子象素以形成显示器的像素。在此结构中，子象素(例如红R、绿G和蓝B)必须被各个寻址以便欺骗人眼使其看见基本颜色的光谱。换句话说、最小的可寻址元件只显示单个颜色和其色调，即子象素不能显示可见光的全部光谱。在优选实施方案中，该显示器的最小的可寻址元件可显示每个基本色(我们实施例中的R、G和B)。本发明的设备使用百叶窗方式的电光介质和场序制操作技术(即，一种技术，其中表现总图像各个彩色通道的“子图像”在时间上而不是空间上分离，但分离是以观察者眼睛看见总的彩色图像的方式进行)解决了此问题。
存在两种使用场序制寻址的方法而剔除如上所述的问题。第一，使用本发明用于显示彩色图像的设备，在显示器中可使用色序背光器(backlight)(例如，由LumiLEDs Corporation，San Jose，CA制造的背光器)，并且使用“快门模式”的电光光学传感器。场序制背光器周期性地、与光学传感器的快门速度同步地闪过显示器的基本色，如红、绿和蓝。通过用适当的时空控制方法使光学传感器从明晰到不透明转换，全色图象可呈现给观察者。这类装置在附图的图10中以非常示意的方式举例说明。图10显示一种电光显示器，其包括含多个像素电极(未示)的基底1000、电光介质(例如封装的电泳介质)的层1002和连续的前电极1004。该显示器具有场序制背光器1006，其闪烁红、绿和蓝，其与电光介质层1002的快门速度同步。该传感器和背光器应该足够迅速转换以使得人眼在时间上整合显示器所发出的颜色。
其次，使用堆叠的电光薄膜，可以构造色序背光器(即，用于产生不同颜色光脉冲的本发明的设备)。这些堆叠的电光薄膜，其意图与“单色”调光器(其可为如图10所示的电光类型)一起使用，仅需要连续电极，因此它们将具有低生产成本。这类装置在附图的图11中以非常示意的方式举例说明。图11显示了堆叠的色序后反射器，其包括具有连续电极1102和1104的蓝色快门模式的电光介质层1100(例如，封装的电泳介质)、具有连续电极1108和1110的绿色快门模式的电光介质层1106和具有连续电极1114和1116的红色快门模式的电光介质层1112。(对本领域技术人员将显而易见的是，通过提供能够产生多个驱动电压的电压电源，相邻电极对1104/1108和1110/1114中的每一个可以被剔除。)在如图11所示的全色光学传感器中，电光介质薄膜应该被堆叠以最优化其性能。例如，如果用于该薄膜的透明导体是对部分可见光谱具有特别的吸收性，那么那个颜色应该在堆叠层中比其余呈现更高的彩度。快门模式光学传感器，或任何其他光学传感器(液晶、悬浮粒子显示器、胆甾醇型液晶、双稳态向列型液晶等)可与该设备一起使用作为单色光学传感器。
尽管图11举例说明使用三个堆叠的薄膜，其是最普通的配置(红色/绿色/蓝色或者黄色/青色/洋红色)，本发明不局限于使用该三个堆叠的薄膜；在某些情况下，通过仔细选择色彩范围，只使用两个堆叠的薄膜，也许可能产生有益的彩色图像，或者使用更多个堆叠的薄膜来改进最终图像的色域。同样地，在用于显示彩色图像的本发明的设备中，发光装置将典型地被安排闪烁三个不同的颜色的单独的脉冲，但可使用较小或较大数目的颜色。
本发明的这个方面能够使用快门模式电光介质特别是封装的电泳介质来制造全色显示器。图10中所示类型的设备使得具有非常高的色饱和度和亮度，因为色序LED背光器提供了可观的色域性能和光输出。图11所示类型的堆叠的电泳快门模式的背面设备对于产生光脉冲的设备而言是低功率、潜在低成本的设计。
形成电光显示器的方法和器件如已经提到的，在将FPL′s层压至玻璃有源基质背平面(通常携带薄膜晶体管阵列，或缩写TFT′s)的方法研制期间，遇到许多问题与传统层压设备有关的问题。本发明提供所需的和期望的常规工具的变型，以便于在玻璃TFT′s上层压FPL′s。这些变型也可用于设计层压工具，其用于使用塑料或金属箔背平面的FPL型显示器。变型可适宜分为三个主要领域，即叠层的温度控制、相对于背平面的FPL的堆放和进行层压的工作台的设计，这三个领域在下面分别论述。
叠层的温度控制可用于液晶显示器(LCD)制造的常规的起偏器层压机基本上适用于将FPL′s层压到背平面，条件是该常规机器被改进以包括用于加热待层压的零件的系统。在加热待层压的零件中存在着优选的方法，然而，一些非容易地显而易见。
最期望的是以这样的方式施加热，将叠层粘合温度升高以足以引起叠层胶粘剂(其典型地是聚氨酯)中的塑性流动。存在许多可用来描述塑性流动的量度标准，其对于本领域技术人员是众所周知的。为了本目的，可以说明的是粘合层温度应该等于或高于叠层胶粘剂的体积和剪切模量相等时的温度(下文称作交点)。可简单地通过以下方法实现这个温度水平，将该背平面加热到比该交点高很多的温度并且在压力(通过未受热的辊或芯轴所施加的)条件下涂覆该FPL。
在改进的方法中，还可以加热该辊或芯轴，使得可以实现粘合层温度的更精细的控制。在另一种变化中，辊、背平面和FPL本身可被加热以进行更高度的控制。在这最后的变化中，FPL的预热使得处理量得到明显的改进，因为在进入发生层压的区域前，该胶粘剂被预软化。在所有实施方案中，导热板(铜、铝等)可用来提高所选择的加热元件的热均匀性。
堆放控制用于LCD工业的传统的起偏器层压机可将塑料薄膜极精确地(±0.2mm-±0.3mm堆放精确度对于最新技术机器是寻常的)置于玻璃衬底上。当考虑FPL′s的热叠层时，然而，人们发现叠层温度不能如此高以使得FPL往往在层压过程期间滑动。存在四个影响FPL滑动的主要参数1.叠层胶粘剂材料的选择；2.叠层胶粘剂厚度；3.叠层温度，和4.在层压期间施加于FPL上的力。
例如，对于当前优选的聚氨酯叠层胶粘剂在FPL中以18μm厚使用来说，有必要将玻璃背平面控制在温度小于85℃以防止在层压过程中FPL在玻璃上的明显滑动(假设层压过程中在FPL上的正常张力和使用未受热的辊)。对于15μm厚的胶粘剂，温度小于95℃，滑动是可接受的(对于该过程中在FPL上的正常张力)。因此，上述四个参数应该被控制以免在层压过程中FPL的明显滑动。期望滑动小于1mm，更令人想望地小于0.5mm，和最令人想望地小于0.3mm。
工作台设计就FPL层压工具而言，本发明提供两个FPL支承工作台的改进。第一个改进是支承工作台的热控制。该温度控制使能够预热FPL及由此的FPL上的胶粘剂，使得大大地增加层压速度。加热可通过传导、对流或辐射加热完成。FPL的加热当然不应该如此强烈以至于损害FPL。
其次，工作台应该平滑，以至其不刮伤FPL的塑料表面。工作台可用聚四氟乙烯(例如“TEFLON”，注册商标，其售自E.I.du Pont deNemours & Co.，Wilmington，Delaware，美国)或一些相似的柔软、非刮伤塑料材料涂布或构成。或者，工作台可由金属构成，并且用非刮伤表面涂布或阳极化。多孔石真空工作台是可用的，但这些工作台可增加工具刮伤FPL的倾向。
本发明还提供以下的对于将FPL层压到背平面的进一步改进提供容易调节辊所接触FPL的起始位置的能力。提供容易调节辊落下到FPL的起始位置的能力。(在常规LCD型设备中，辊总是在薄膜的边缘落下，这对于FPL层压是不合需要的。对这种机器的简单调整使能够改变FPL的起始位置和长度，而不是辊的起始位置；提供这种调整是期望的。)提供加热滚筒以产生更好的温度均匀性和控制，剔除在运行期间叠层粘合层温度漂移的可能性。
各种薄膜工作台的变型，包括设置真空孔以最佳匹配FPL的成品形状；加热工作台(其可对确保均匀的叠层温度具有次要的影响，尽管对辊加热是更重要的)；在工作台上提供平整表面以使FPL的刮伤最小化。
制造混合显示器如已经提到的，本发明提供数个制造混合显示器的方法。本发明这个方面涉及设计方法学，其能够制造混合显示器，即使用由异质材料组成的前后表面所构造的显示器。本发明这个方面适用于各种类型的电光显示器。
如已指出，制造混合显示器是极复杂的，因为出现几乎在传统的显示器单元制造中不存在的问题。本发明提供用于制造混合显示器的方法和装置并且包括以下1.常注意由CTE和CHE不匹配产生的面板曲率和使用应力释放或降低方法和装置以修正曲率；2.谨慎地控制在制造过程中的环境条件；和/或3.产生一种平衡的零应力曲率，其匹配产品机壳或结构所需的曲率。
在本发明一个实施方案中，弯曲降低方法包括蠕变机理。加热混合显示器到阈值以上的温度。然后面板温度逐渐地降低，在某些情况下经过较长的时间，以释放由该显示器面板间的不均匀膨胀产生的结构应力。
在另一个实施方案中，弯曲降低方法通过强制显示器暂时呈现相反的曲率并且使显示器“弹”回而降低混合显示器的曲率。例如，显示器可被压在重物和弯曲表面之间以强制补偿其先天曲率。
在进一步的实施方案中，将第三层粘附于后面板的背面以补偿面板叠层和后面板之间的物理差异，其否则将导致更大的曲率度。在许多以下物理性能中，额外的第三层可不同于后面板CTE、CHE、杨氏模量和厚度。
在又一个实施方案中，调节面板叠层和后面板至不同温度使得当它们被粘附以形成混合显示器时，曲率降低(如果没有剔除的话)。面板中至少一个可为辊所移动的卷材。
根据本发明的这个方面，还改进制造过程的其他方面以降低显示器曲率的风险，例如，在封边过程和结构化过程中。
图12举例说明上述2004/0027327的图20所示类型的和使用FPL工艺所制造的电泳显示器单元(通常指定1210)。显示器单元1210可为柔性的，即，可弯的或可辊的而无永久变形。在这个构造中，显示器1210的前平面1212是塑性的并且背平面1214由玻璃形成而且具有TFT阵列。可能在前平面1212上存在进一步的保护层1215。该保护层1215可为抗紫外线的保护层或抗氧气或湿气进入显示器1210的隔离物。或者，保护层1215可提供额外的耐冲击性或可提高某些光学效果，例如，具有抗反射涂层。
电泳介质层1216位于前平面1212和背平面1214之间。电泳层1216可包括一个或多个在粘合剂1220中的囊1218(为了清楚，从图12省略掉电泳粒子)。导电层1222用作显示器1210的公共前电极，并且被置于前平面1212和电泳层1216之间。在一个实施方案中，导电层1222包括薄的透光导电材料，例如，ITO、氧化铝，或导电聚合物。示意地显示电路板1224，其与背平面1214连接，用于寻址电泳层1216以及导电层1222。
胶粘剂层1226可被置于电泳层1216和背平面1214之间。可能在显示器1210中存在进一步的层和零件用于各种的功能，例如，阻挡膜(进一步防止外部污染物如水分)、接触垫(用于检测寻址电泳层1216)、助胶粘剂层等。部分的那些实施方案更详细地描述于上述2004/0027327和2004/0155857中。密封1230可围绕一个或多个显示器1210的边。在一个实施方案中，如已经描述过的，在前平面1212和胶粘剂层1226之间的并且包括前平面1212和胶粘剂层1226的层首先作为FPL 1232制造其随后被层压至背平面1214。保护层1215可认为是部分FPL，如果在FPL被层压至背平面1214之前其附着于前平面1212。在说明中为简单起见，在附图中所示的FPL 1232包括保护层1215。当完成FPL 1232的制造时，释放片层(未示)临时附着于相对电泳层1216的胶粘剂层1226。在将FPL 1232层压至背平面1214前，除去释放片层。
可用于制造前平面1212和/或保护层15的材料的实例包括热稳定的聚(对苯二甲酸乙二酯)(例如，Melinex级504，来自Dupont TeijinFilms，Wilmington，Delaware，美国)和高性能硅酸硼玻璃(1737，来自Corning Incorporated，Corning，New York，美国)。在其他实施方案中，PET薄膜可被聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)代替，或在不超出本发明的范围的条件下，其他光学上透明或近透明的薄膜可被构造。
在不超出本发明范围的条件下，类似于图1所示的其他显示器单元结构可被构造。其他实施方案包括封装的电泳和相似的电光显示器单元，其使用1.金属箔背平面，其表面包含一个或多个有源的或无源的电子电路或装置，2.塑料薄膜背平面，其表面包含一个或多个有源的或无源的电子电路或装置，3.FPL，其包括在电泳介质和显示器的观察器间表面上的刚性或柔性的滤色阵列，或4.塑料或玻璃衬底，具有有源的或无源的电子电路或装置和滤色阵列(无论在哪种情况下，前平面叠层有效地变成背平面叠层)。
电子显示器设计和集成领域的技术人员可容易地识别其他显示器结构，其中本发明的原理在不超出本发明范围的条件下可被应用。
在图12所示的显示器单元中，在构成显示器1210各个层的材料之间，特别在FPL 1232和背平面1214之间，机械性能具有显著差异。例如，可用于制造FPL 1232的热稳定PET材料典型地具有CTE约18ppm/℃和CHE约7ppm/％相对湿度(相对湿度)，而构成背平面1214的玻璃具有CTE约3.76ppm/℃和CHE约0ppm/％相对湿度。由于这些性能的差异，显示器单元1210显现极不规则的机械性能。例如，当遇到热或湿气时，显示器面板1210将向下弯曲(在图12的侧视图中，成“皱眉状”)，在冷却或干燥时，显示器面板1210将向上弯曲(在图12中，成“微笑状”)。这个性能明显地在最终产品中是不希望的。而且，普通的层压过程需要高温以将FPL 1232连接至玻璃/TFT背平面1214。因此，无特殊措施，在混合显示器制造期间，面板弯曲几乎必然发生。
为了剔除或降低弯曲/翘曲现象，提供了数个方法和有关的装置以在制造期间和/或在制造后剔除或最小化面板弯曲。为了实践本发明，可将各个方法或这些方法的内容结合。
再次参考图12，在第一方法中，部分或全部显示器面板10经历热循环以降低在面板制造中用于层压操作的在高温下与CTE和CHE不匹配有关的应力。在一个实施方案中，部分或全部显示器面板在烘箱或加热器中受热通过阈温(例如50℃或60℃)达第一时间段(例如，6-10小时)，其后在第二时间段和或许更长的时间段，温度匀变下降。冷却/退火过程使得聚合物粘合剂1216和叠层胶粘剂通过蠕变机理释放内在应力，所述聚合物粘合剂1216将封装的电泳材料1218粘合在一起，所述叠层胶粘剂将封装的电泳材料1218粘附至基底层(例如，导电层1222)。重要的是在适温适时下产生显示器单元1210以充分地缓和系统至期望的状态。在一个实施方案中，在第二时间段中温度逐渐地降低(例如，1-2度/小时)至周围温度。降温率不必是常数并且可改变。
图13A举例说明降低翘曲的第二方法，“回弹”机制，其可与如上所述的蠕变机理耦合。显示器1210的弯曲部分临时放在具有曲率的曲线矫正表面，所述曲率与显示器1210的曲率相反。该矫正表面的曲率可为平滑的。在一个实施方案中，矫正表面简单地构成平整表面上的突出1340。显示器单元1210针对矫正表面1340被固定，例如，通过在另一侧上的重物1342，也许在高温条件下，例如，60℃。如图13B所示，显示器单元1210被强制呈现由突出1340所限定的曲率。在合适的时间(其可从数分钟到数天)以后，移开重物1342，或显示器面板1210被另外释放。显示器面板1210然后回弹，在某些情况下，逐渐地至期望的形状即，平面或具有规定的曲率。回弹工艺也可是温度控制的，例如，温度逐渐地从先前高温降低至周围温度。
图14举例说明用于防止如图12中所示的混合显示器中的翘曲的进一步方法。在这个方法中，一种或多种与背平面1214不同的材料的一个或多个层1446被连接到背平面1214的背面，并且与其余的包括FPL 1232在内的显示器1210一起被层压作为一个最终产品。选择具有特定的CTE、CHE、杨氏模量或厚度的附加层1446中的材料，使得在层压和随后过程中，显示器1210显现无或极少的翘曲。由于附加层1446，显示器10主要显现轴向膨胀和收缩而没有很大的翘曲，因为它在机械上是对称结构。附加层1446弥补在FPL 1232和背平面1214之间的CTE、CHE、杨氏模量或厚度的差异，其否则将导致翘曲。在一个实施方案中，附加层1446由用于制造FPL 1232的材料如热稳定的PET、PEN或PES组成。
图15举例说明用于控制翘曲的进一步方法，其通过在层压过程前、中和/或后调节(即加热或冷却)FPL 1232背平面1214至不同温度而进行。在图15中，褶曲上的褶曲(flex-on-flex)结构或卷对卷层压过程被显示作为这个方法的实施例。剥去其释放片层1233的FPL1232的卷材被层压至形成在柔性基底上的背平面1214的卷材。背平面1214的卷材可使用由聚合物半导体形成的晶体管，如一些上述EInk和MIT专利和公开的申请所述。这种卷对卷层压可使两个卷材通过维持在不同温度的对辊1548和1550之间的钳口而进行。由迅速通过辊1548和1550，FPL 1232和背平面1214分别被加热或冷却至不同的平均温度，在层压前和/或中引起FPL 1232和背平面1214的差异膨胀。卷对卷层压过程后，该结合的“显示器”卷材被切割产生单独的显示器单元1210。以受控方式设置差异膨胀以实现期望的最终显示器单元1210的总弯曲变化。
还可以使用其他层压过程。例如，在“片对片”的过程中，其中单独的FPL切片被层压至单独的背平面，每个FPL片可被预加热或冷却至不同于背平面的温度。其他合适的层压过程包括“卷材对片”过程，其中剥去任何释放片层的FPL的连续卷材被层压至多个夹具中排列的背平面。
因为加热潜在地导致面板翘曲，在显示器制造过程中的其他步骤(包括加热)还可以由本发明改进。因为封装的电泳介质典型地使用含水的涂布技术制造，该材料在一定程度上固有地吸水。然而，当水被吸收到系统中时，该材料的电气性质可不利地改变。为在很宽的环境条件范围内确保适度均一的操作，必须密封显示器以防止湿气进入，例如，通过上述2004/0027327所公开的边封和前阻挡膜技术。在一些密封方法中，使用加热并且可有助于面板翘曲。
在一个特定的图16所举例说明的边封形态中，密封剂1652被吸入环绕显示器单元1210周边的薄腔或缺口。该腔顶面1654由FPL 1232支架上的前保护性薄板1215的突出部分形成，腔底面1656由背平面1214的前表面形成。在显示器的一个形式中，显示器面板1210使用由紫外辐射和/或加热固化的液体粘合剂密封。包含胶粘剂的液体密封剂1652利用表面张力作用可被吸入该腔，但由于胶粘剂的粘度使这些这些作用变缓。为了高生产率，期望最佳化吸入速率。为此，密封方法的以下方面可被控制或得到改善1.增加面板温度减少胶粘剂粘度；2.增加密封剂分配器头部的温度减少胶粘剂粘度；3.将足够大的胶粘剂珠沉积以完全填充该腔以及恰恰在腔外留下胶粘剂的倒角；4.最佳化腔高度(其典型地为100μm-300μm)；5.保证胶粘剂基本上润饰全部形成腔的材料；6.环绕面板周边，特别在拐角处，制造均一宽度的腔；7.利用具有XY(面板的平面中)传动控制和Z(高于面板的高度)校正的调配系统；8.利用调配系统具有xyθ(θ维度增加了旋转能力，例如调配针靠近末端以直角弯曲)传动控制和Z校正的调配系统；和/或9.利用通过机器视觉和适当的软件算法能够跟踪边特征的调配系统。
该边封可由毛细管吸入过程与腔设计、材料选择和处理控制系统的正确组合而形成。例如，具有公称尺寸为1.5mm宽×0.22mm高的薄腔可用可UV固化的胶粘剂(例如Nagase Chemtex CorporationXNR-5516型，Nagase & Co.，Ltd.，东京，日本)填充。当面板被保持在高温(例如，40℃-70℃)时，可实现快速吸入以降低胶粘剂的粘度。还优选在紫外线照射期间控制面板的温度。例如，当以UV用量40mW/cm2固化300-400秒时面板可被控制在40℃。
如上所述密封方法的最关键方面之一包括加热面板减少胶粘剂粘度(其可引起应力在显示器材料中发展和导致翘曲)。为最小化或降低这种翘曲作用，根据本发明的一个方法，加热限于密封剂1652所施加的面板1210的周边。这个加热可由辐射、传导或对流装置进行。如果必须施加本体加热，那么可使用本发明其它弯曲缓和法中的一个，优选在胶粘剂固化前。
在一些实施方案中，显示器面板1210将固定在机壳或最终产品内的其他结构中以保证它对观察者呈现平的或均一弯曲表面。在边封已被形成而使面板与机壳或结构相一致以后，显示器面板1210的弯曲是不希望的，因为它将附加应力叠加到叠层和边封上。根据本发明的另一个方面，制造显示器面板以具有“零应力”平衡曲率，其在常见工作温度和相对湿度范围内匹配或基本上匹配最终结构化产品的期望曲率。在一个实施方案中，该“零应力”平衡曲率被设置在或接近该操作环境范围的中点。
例如，大多数电光显示器的典型的工作条件是约0℃-40℃并且10％-90％相对湿度，但在有些情况下，操作在更宽的温度和湿度范围内进行。此外，检测电光显示器通常包括热冲击试验，其使显示器经受暴露于极低和极高温度(例如，-30℃-+80℃)的循环。对于此宽的温度范围，期望通过把面板的平衡曲率设置在环境范围的中点附近(例如温度约20-25℃和40-60％相对湿度)而使面板将受到的应力最小化。
一种制造具有无应力曲率的显示器面板的方法是选择具有匹配机械性能如CTE和CHE的前后面板材料。这种设计方法学可被用于除上述讨论到的塑料在玻璃上的结构以外的显示器结构，例如，金属或塑料薄膜背平面、滤色阵列(CFA)在前平面上的结构、CFA在背平面上的结构等等。例如，对于不锈钢箔背平面，CTE为约17ppm/℃，CHE为约0ppm/％相对湿度。在这种情况下，与塑料在玻璃上的情况相比，弯曲显著地降低，但可能的是可使用如上所述的非零或部分弯曲降低技术。对于塑料背平面显示器，期望使用相同的FPL和背平面材料。如果这个不可能的话，并且CTE或CHE不匹配产生，可使用如上所述的相同的弯曲降低技术。
在结合滤色阵列(CFA)的显示器中，本文中所述的挑战结合了CFA子象素与具有精确度的背平面上的寻址元件校准的要求。对于在金属或塑料薄膜背平面上的玻璃CFA来说，CTE/CHE不匹配将导致与上述实施例中所述的相反的性能；加热或增湿导致“微笑状”，冷却或干燥导致“皱眉状”。尽管这个相反的性能，但相同的如上所述的弯曲缓和或还原过程可被使用以减少或剔除系统中的弯曲。然而，在这个结构中，优选使用边封以在进行弯曲缓和过程前锁住在校准后的状态中的FPL。如果边封太柔顺，前和背平面的差异膨胀和收缩将在与温度有关的显示器中导致不希望的色移。
在优选实施方案中，制造褶曲CFA结构，其中柔性CFA连接到具有与柔性CFA紧密相配的CTE的金属箔底板。例如，柔性CFA可构造在热稳定的PET(CTE为约18ppm/℃，CHE为约7ppm/％相对湿度)上，并且背平面可构造在不锈钢箔(CTE为约17ppm/℃，CHE为约0ppm/％相对湿度)上。前PET薄膜可使用前阻挡膜与湿气隔绝。薄膜选项包括SiO2，SOx，SiO，ITO或其他透明陶器阻挡膜，或聚合物的材料如AclarTM(Honeywell International Corporation，Morristown，新泽西，美国)。由于CHE作用，使用这个隔离物使得PET的膨胀和收缩最小化。就这类组装物而言，可以在受控的环境条件下在高分辨率褶曲CFA(子象素间距为数百个像素/英寸)的相当大的薄板(很多个数十厘米)上精确校准(精确度范围在数微米)柔性有源基质背平面。当然，降低分辨率的实施方案可容易地由本领域技术人员构造。
在另一个实施方案中，CFA的彩色图案直接构造在单个玻璃衬底上的TFT之下或直接在其之上，并且通过TFT和滤色器观看显示器。有利地，这个构造不需要任何对准。
然而，在优选实施方案中，使用如上所述的和在上述2004/0155857中所述的“双重释放薄膜”，将电光层连接于TFT/CFA。根据这种方法，电光层或薄膜被涂布到释放材料，然后从该释放材料转移到TFT/CFA。双重释放方法使用胶粘剂薄膜将电光层的前表面连接到TFT/CFA，并且使用叠层胶粘剂的第二层将该所得的结构连接到背平面。双重释放方法提供两个根本的优点，即电光层前表面提供比其中叠层胶粘剂面对观察者的另一种方法更好的光学特性，以及因为在最接近于TFT的一侧上只存在薄的胶粘剂，由于降低了像素间的串像而改进了显示器的分辨率。
除了以上特别指出的以外，对于本发明所用的，制造电泳及其他电光介质的优选材料和形成这种介质的优选方法同相似的现有技术相同，对于制造封装的电泳介质所使用的这种优选材料和方法的深入讨论，读者可参考上述E Ink和MIT的专利和申请。
权利要求
1.一种制造封装的电泳显示器的方法，该方法包括提供电泳介质，其包括多个在聚合物粘合剂(106′)中的离散小滴(104)，每个小滴(104)包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中，并且当电场施加于悬浮液时，所述带电粒子能够通过悬浮液移动；提供背平面(110)，其具有至少一个电极；和将电泳介质层压至背平面(110)，该方法特征为在一定温度进行，在该温度时聚合物粘合剂(106′)将流动并且电泳介质与背平面(110)直接接触，从而引起聚合物粘合剂(106′)流动并且将电泳介质固定至背平面(110)以形成显示器。
2.根据权利要求1的方法，其中每个小滴(104)被限制在和聚合物粘合剂(106)分离的囊壁范围内。
3.根据权利要求1的方法，其中小滴形成两相系统的不连续相并且由形成聚合物粘合剂的连续相围绕。
4.根据权利要求1的方法，其中电泳介质被置于透光基底(100)上，使得层压后电泳介质被夹在基底(100)和背平面(110)之间。
5.根据权利要求4的方法，其中透光电极(102)被置于电泳介质和基底(100)之间。
6.根据权利要求5的方法，其中电泳介质具有释放片层，所述释放片层覆盖远离该基底的电泳介质表面，并且该释放片层在层压前被除去。
7.根据权利要求1的方法，其中电泳介质具有释放片层，所述释放片层覆盖待被层压至背平面的电泳介质表面，并且该释放片层在层压前被除去。
8.根据权利要求1的方法，其中聚合物粘合剂在不超过150℃的温度下流动。
9.根据权利要求8的方法，其中聚合物粘合剂在不超过100℃的温度下流动。
10.根据权利要求1的方法，其中聚合物粘合剂占电泳介质的至少20wt％。
11.根据权利要求1的方法，其中聚合物粘合剂占电泳介质的至少30wt％。
12.根据权利要求1的方法，其中聚合物粘合剂包括聚氨酯。
13.根据权利要求1的方法，其中背平面是有源基质背平面，其包括多个像素电极和至少一个与每个像素电极有关的非线性元件。
14.一种电泳介质，其包括多个在聚合物粘合剂(106′)中的电泳介质的离散小滴(104)，每个小滴(104)包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动，该电泳介质特征为聚合物粘合剂(106′)在不超过150℃温度下流动。
15.根据权利要求14的电泳介质，其中聚合物粘合剂在不超过100℃的温度下流动。
16.根据权利要求14的电泳介质，其与覆盖电泳介质的一个表面的透光基底(100)结合。
17.根据权利要求16的电泳介质，其与被置于电泳介质和基底(100)之间的透光电极(102)结合。
18.根据权利要求17的电泳介质，其与释放片层结合覆盖远离该基底的电泳介质的表面。
19.根据权利要求14的电泳介质，其中聚合物粘合剂包括至少20wt％的电泳介质。
20.根据权利要求19的电泳介质，其中聚合物粘合剂包括至少30wt％的电泳介质。
21.一种用于制造显示器的薄膜，该薄膜顺次包括透光的导电层(100)；电泳介质，其包括多个在聚合物粘合剂(106′)中的电泳介质的离散小滴(104)，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动；和释放片层，其与聚合物粘合剂接触，该薄膜特征为聚合物粘合剂(106′)在不超过150℃温度下流动。
22.一种用于制造显示器的薄膜，该薄膜包括电泳介质层，其包括多个在聚合物粘合剂中的电泳介质的离散小滴，每个小滴包括多个带电粒子，所述带电粒子分散在悬浮液中并且当电场施加于悬浮液时所述带电粒子能够通过悬浮液移动，该层在其相对侧面上具有第一和第二表面；第一释放片层覆盖该电泳介质层的第一表面；第二释放片层覆盖该电泳介质层的第二表面，该薄膜特征为聚合物粘合剂(106′)在不超过150℃温度下流动。
23.一种用于形成电光显示器所用的子配件的方法，该方法特征为将电光介质(502)层沉积于第一释放片层(500)上；将叠层胶粘剂(504)层沉积于第二释放片层(506)；和其后，在有效引起叠层胶粘剂(504)粘附于电光介质(502)的条件下，使第一释放片层(500)上的电光介质(502)与第二释放片层(506)上的叠层胶粘剂接触，从而形成子配件，其包括夹在两个释放片层(500，506)之间的叠层胶粘剂(504)和电光介质(502)。
24.用于显示彩色图像的设备，该设备包括具有多个像素的电光显示器(1000，1002)，其中每个像素可独立地设置为透光的光学状态或基本上不透明的光学状态，发光装置(1006)被安排闪烁至少两个不同颜色光的单独脉冲到电光显示器(1000，1002)的一个表面上。
25.用于产生不同颜色光脉冲的设备，该设备包括光源和被安排接受来自光源的光的滤光配件，该滤光配件包括具有透光状态和具有第一光学特性的着色状态的第一电光层；第一电极(1102，1104)，其被安排向第一电光层(1100)施加电场，所述电场能够使第一电光层(1100)在其透光状态和着色状态之间切换；具有透光状态和具有不同于第一光学特性的第二光学特性的着色状态的第二电光层(1106)；和第二电极(1108，1110)，其被安排向第二电光层(1106)施加电场，所述电场能够使第二电光层(1106)在其透光状态和着色状态之间切换。
26.一种制造混合显示器的方法，该方法包括(a)提供前平面叠层，其包括电光层和基底，该前平面叠层具有第一热膨胀系数(CTE)；和(b)通过将前平面叠层层压至背平面制造电光显示器，所述背平面包括至少一个电极，该背平面具有第二CTE，该方法特征为(c)将显示器加热至阈温以上的温度，从而制造具有曲率的加热的显示器；和(d)逐渐地降温至周围温度以释放结构应力使得曲率充分降低，所述结构应力是由于前平面叠层和背平面的任何不均匀膨胀造成的。
27.一种制造混合显示器的方法，该方法包括将前平面叠层粘附至背平面，所述前平面叠层包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料，从而制造具有第一曲率的混合显示器，该方法特征为通过强制显示器暂时呈现相对于第一曲率的第二曲率而降低混合显示器(1232)的曲率。
28.一种制造混合显示器的方法，该方法包括(a)提供前平面叠层，其包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料；和(b)将背平面粘附于前平面叠层，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料，该方法特征为(c)通过将第三面板粘附至背平面而制造混合显示器，所述第三面板包括不同于第二材料的材料，使得与只由前平面叠层和背平面而不是第三面板组成的显示器相比，混合面板的总曲率充分地降低。
29.一种制造混合显示器的方法，该方法特征为(a)调节前平面叠层至第一温度，所述前平面叠层包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料；(b)调节背平面至第二温度，所述背平面包括具有第二CTE的第二材料；和(c)将温度调节过的前平面叠层粘附于温度调节过的背平面以制造混合显示器。
全文摘要
封装的电泳显示器，通过在一定温度将电泳介质层压至背平面(110)制成，所述电泳介质包括多个在聚合物粘合剂(106′)中的离散小滴(104)，每个小滴(104)包括多个分散在悬浮液中的带电粒子，所述背平面(110)具有至少一个电极，在该温度时聚合物粘合剂(106′)流动并且将电泳介质固定至背平面(110)。
文档编号G02B26/00GK1871537SQ200480031366
公开日2006年11月29日 申请日期2004年10月22日 优先权日2003年10月24日
发明者R·J·保利尼, T·H·怀特赛斯, S·J·奥奈尔, G·M·杜塔勒 申请人:伊英克公司