专利名称：显示介质与电泳显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示介质与显示器，且特别涉及一种利用电泳现象进行显示的显 示介质与显示器。
背景技术：
目前已经商品化的电子纸显示器是发展于1990年代，其特色是在胶囊内填充彩 色的油(oil)与带电荷的白色粒子。通过外在电场的控制使白色粒子往上(接近阅读者方 向时)或是往下(远离阅读者方向时)移动，其中当白色粒子往上则显示出白色，当白色粒 子往下时则显示出油的颜色。然而，在现有的设计中，产生电泳现象的这些粒子是由不可形变的固态颗粒所组 成。所以，电泳现象发生时，粒子之间可能相互碰撞而造成破损或使粒子表面的电子粉掉 落。另外，这些粒子一般都具有较大的比重，而使得显示器必须应用粘滞度较高的溶液作为 连续相的材质(也就是先前描述的“油”)以避免粒子与溶液间有相分离的问题。溶液的粘 滞度增加意味着显示器需要较大的驱动电压以使这些粒子产生电泳现象。如此一来，电泳 显示器所需的能量耗损便随之增加而不符合市场需求。
发明内容
本发明提供一种显示介质，以改善现有电泳显示器中显示用的粒子不可形变且比 重较大所衍生出来的问题。本发明提供一种电泳显示器，所需驱动电压较低且其显示介质不易损害而具有较 长的使用寿命及较高的信赖性。本发明提出一种显示介质(display medium)，其包括多个粒子以及一连续相溶 液。各粒子具有可形变的一高分子壳体以及一填充液体。高分子壳体内部具有至少一密闭 空间，且填充液体填充于密闭空间中。此外，粒子分布于连续相溶液中，其中各粒子的密度 接近于连续相溶液的密度或是实质上等于连续相溶液的密度。本发明另提出一种电泳显示器，其具有多个微空腔以及填充于微空腔中的一显示 介质。显示介质包括多个粒子以及一连续相溶液。各粒子具有可形变的一高分子壳体以及 一填充液体。高分子壳体内部具有至少一密闭空间，且填充液体填充于密闭空间中。此外， 粒子分布于连续相溶液中，其中各粒子的密度实质上等于连续相溶液的密度。在本发明的一实施例中，上述的各粒子的高分子壳体为透明无色。此外，填充液体 例如为一乳化液。显示介质还包括一致色材料，其混合于填充液体中。实际上，致色材料可 以是一黑色材料、一颜料或一染料。在一实施例中，密闭空间的数量为多个，而致色材料包 括多种染料或多种颜料时，各染料或各颜料分别混合于其中一密闭空间中的填充液体中。在本发明的一实施例中，上述的显示介质的各粒子的高分子壳体为白色、黑色或 彩色。举例而言，显示介质还包括一致色材料，其掺杂于高分子壳体中。致色材料可以包括 一黑色材料、一颜料或一染料。当然，致色材料也可包括多种染料或多种颜料。
本发明的一实施例中，上述的电泳显示器中，微空腔例如是由多个微杯或是多个微胶囊所定义。
基于上述，本发明的显示介质中，粒子是由可形变的高分子外壳包覆填充液体以构成至少一液态内核。所以，当电泳现象的作用使粒子相互碰撞或摩擦时，粒子不易受到损害。应用本发明的显示介质的电泳显示器即可具有较长的使用寿命以及较佳的信赖性。另外，本发明的显示介质中，粒子的密度可以通过液体内核的材质而调整。因此，本发明的电泳显示器及显示介质中不需为了避免粒子与连续相溶液相分离而使用粘滞度较高的连续相溶液。进一步而言，粒子在连续相溶液中的移动速率可以有效提高而使电泳显示器的显示效率提升并有效降低电泳显示器的驱动电压。
为让本发明的上述特征和优点能还明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图l为本发明的一实施例的电泳显示器示意图。
图2A一图2C为本发明的一实施例的多种粒子示意图。
图3A一图3B为本发明的一实施例的具有表面层的粒子示意图。
图4为本发明的另一实施例的电泳显示器示意图。
主要元件符号说明
l0第一基板20第二基板
30间隔结构40第一电极层
50第二电极层60阵列基板
70前基板80微胶囊
l001400电泳显示器102微空腔
110显示介质112B1220A一220(填充液体
114连续相溶液230A1230(致色材料
302A1302B表面层S密闭空间
1121200A一200C1300A1300B粒子
112A12l0A一2l0C13l0A13l0B高分子壳体具体实施方式
图l为本发明的一实施例的电泳显示器示意图。请参照图l，电泳显示器l00具有多个微空腔102及填充于微空腔102中的一显示介质110。显示介质110包括多个粒子112以及一连续相溶液114。各粒子112具有可形变的一高分子壳体112A以及一填充液体112B。高分子壳体112A内部具有至少一密闭空间S，且填充液体112B填充于密闭空间S中。此外，粒子112分布于连续相溶液114中，其中各粒子112的密度接近于连续相溶液114的密度或是实质上等于连续相溶液114的密度。
具体而言，电泳显示器l00实质上还包括有第一基板l01第二基板201间隔结构301第一电极层40以及第二电极层50。第一电极层40配置于第一基板l0上，而第二电极层50配置于第二基板20上。另外，间隔结构30在第一基板l0与第二基板20之间定义出多个微空腔102，而显示介质110则是配置于这些微空腔102中。电泳显示器100实质上是 一种微杯型设计的显示器，但本发明不以此为限，电泳显示器100也可以依照其他的形式 而设计。电泳显示器100进行显示时，第一电极层40与第二电极层50例如被施予特定的 电压以在显示介质110中产生特定的电场。在这样的电场作用之下，粒子112会在连续相 溶液114中移动，当粒子112移动至显示侧时，使用者便可观看到粒子112所呈现的颜色。 反之，当粒子112远离显示侧时，使用者便看到连续相溶液114的颜色。因此，当粒子112 与连续相溶液114分别呈现不同的颜色时，电泳显示器100即可以显示特定的画面。在本实施例中，粒子112由高分子壳体112A与填充液体112B所组成，且高分子壳 体112A为可形变的材质。因此，粒子112在连续相溶液114中移动时，粒子112的表面不 会因与其他粒子112撞击而损坏。电泳显示器100便可以具有较高的信赖性以及较长的使 用寿命。现有的电泳显示器例如是以氧化钛粒子与油混合为显示介质，氧化钛粒子与油的 密度差异相当大，所以氧化钛粒子容易下沉而需要较大的驱动电压。在本实施例中，粒子 112的密度会随高分子壳体112A与填充液体112B的材质而有所改变。因此，粒子112可以 具有与连续相溶液114实质上相同的密度。当粒子112与连续相溶液114具有相同或是近 似的密度时，粒子112在连续相溶液114中不易因为重力的影响而下沉或是上浮。电泳显 示器100进行显示时不需克服重力的问题即可驱动粒子112移动至特定的一侧。简言之， 本实施例的电泳显示器100所需驱动电场较小以降低能量损耗而符合市场对于节能省电 的需求。进一步而言，粒子112的密度可以随不同设计需求而调整，因此连续相溶液114不 需具有高粘滞度的性质。选用粘滞度较小的材质作为连续相溶液114时，粒子112在连续 相溶液114中的移动速度较快，所以驱动粒子112的电场大小还可因而减小。除此之外，粒 子112的高分子壳体112A在静电特性的表现上呈现电双层的性质，其外表面呈现单一的电 性(也就是带有正电或是负电其中一者)。粒子112与粒子112之间会因表面所呈现的电 性相同而相互排斥。所以，电泳显示器100进行显示时不需应用额外的扰动电场使粒子112 彼此分离，因而还有助于降低电泳显示器100所需的电力损耗。简言之，粒子112应用于电 泳显示器100中可以有效地降低能量的损耗。一般而言，电泳显示器100的第一电极层40与第二电极层50都是由金属或是金 属氧化物等无机材质制作而成的。粒子112的高分子壳体114不易受到静电吸附而附着于 第一电极层40或第二电极层50上。这样的特性还有助于减低电泳显示器100的驱动电 压。另外，粒子112的尺寸小到一定程度时可能会聚集在一起而不易分散且粒子112的光 学性质会改变，特别是奈米级的尺寸时，因而不利于粒子112的驱动。当粒子112尺寸太 大时，又会使电泳显示器100的体积受到局限。因此，在本实施例中，粒子112的直径例如 为IOOnm 10，OOOnm，实值上粒子112的直径可以为1，OOOnm 5，OOOnm，或是1，OOOnm 3，OOOnm。为了使粒子112可以呈现各式的颜色，粒子112的设计可以有各种不同的变化，其 如下所述。图2A 图2C为本发明的一实施例的多种粒子示意图。请先参照图2A，各粒子 200A的高分子壳体210A例如为透明无色。此时，粒子200A所呈现的颜色便由填充于密闭空间S中的填充液体220A所决定。举例而言，填充液体220A例如为一乳化液，其可呈现白 色、黑色或是其他颜色。当然，填充液体220A也可以是混有白色、黑色等微粒的固液混合 物。实务上，一致色材料230A可以被混合于填充液体220A中，其中致色材料230A包括一 黑色材料、一颜料或一染料。本发明并不限定致色材料230A的种类或颜色，随着不同产品 的需求可以选用不同的致色材料230A。当然，本发明也不排除在同一粒子200A中使用多种 致色材料230A。接着，请参照图2B，粒子200B中，高分子壳体210B所具有的密闭空间S的数量为 多个，而各个密闭空间S中的填充液体220B例如混有一致色材料(未绘示)。致色材料 (未绘示)可以是单一颜色的染料或是颜料。当然，在其他实施例中，致色材料(未绘示) 也可以是多种染料或多种颜料，且各染料或各颜料分别混合于其中一个密闭空间S中的填 充液体220B中。也就是说，本实施例可以是使不同密闭空间S中填充有相同颜色的填充液 体220B或是不同颜色的填充液体220B，以使粒子200B呈现特定的颜色。由图2A与图2B可知，当粒子200A与200B的高分子壳体210A与210B为透明无 色时，本实施例可以利用不同的致色材料添加于填充液体220A与220B中。致色材料可以 是浙青等黑色材料、碳黑、深蓝色材料、黄红蓝混合材料、吸光材料、单一颜色的颜料或染料 等。值得一提的是，欲使粒子200A或200B呈现黑色时，除了应用原本呈现黑色的染料或 黑色材料作为致色材料外，还可以利用多种颜色的染料或是颜料混合而造成黑色的视觉效 果。举例而言，图2B的多个密闭空间S中所填充的填充液体220B可以分别是红色、蓝色、 黄色等颜色的液体以使粒子200B整体呈现黑色。图2C所示的粒子200C例如是具有不透明的高分子壳体210C。此时，粒子200C 所呈现的颜色便是由高分子壳体210C所决定，亦即粒子200C的高分子壳体210C可以为白 色、黑色或彩色。为了呈现特定的色彩，一致色材料230C例如是被掺杂于高分子壳体210C 中。致色材料230C可以包括一黑色材料、一颜料或一染料。当然，致色材料230C也可包括 多种染料或多种颜料。本发明并不限定致色材料230C的种类、形式等，只要可以掺杂于高 分子壳体210C中并呈现特定颜色的材料都可以应用于本发明中。值得一提的是，粒子200C 中填充液体220C的颜色不会被观察者查觉因此不需限定为特定的颜色。由前述内容可知，图1的电泳显示器100可以利用较低的驱动电压进行驱动以达 到节能省电的效果。实际上，为了使电泳显示器100的响应速率更为提升，可以在粒子112 的表面形成特定的表面层。图3A 图3B为本发明的一实施例的具有表面层的粒子示意图。 请先参照图3A，粒子300A还具有一表面层302A，其涂布于各粒子300A的高分子壳体310A 的表面。在本实施例中，表面层302A例如是一正电荷控制层，其材质包括含氨基高分子、含 胺基高分子、含偶氮高分子、含苯胺系列高分子、含氮高分子或上述的组合。另外，请参照图3B，粒子300B具有一表面层302B，其涂布于各粒子300B的高分子 壳体3IOB的表面。在本实施例中，表面层302B例如是一负电荷控制层，其材质例如包括含 碳酸基高分子、含硫酸基高分子、含磺酸基高分子、含磷酸基高分子、含硫醇系列高分子、含 磷高分子、含硫高分子或上述的组合。通过表面层302A与302B的作用，粒子300A与300B 对于电场感应的强度更加提升，因此粒子300A与300B应用于显示器时可以有更快的响应 速率，且显示器可以更为省电。 图4为本发明的另一实施例的电泳显示器示意图。请参照图4，电泳显示器400包
6括一阵列基板60、一前基板70以及多个微胶囊80。微胶囊80配置于阵列基板60与前基 板70之间，且微胶囊80定义出多个微空腔102。另外，微空腔102中填充有显示介质110。 在本实施例中，显示介质110实质上为应用于图1的电泳显示器100中的显示介质110。亦 即，显示介质110包括多个粒子112以及一连续相溶液114。各粒子112具有可形变的一高 分子壳体112A以及一填充液体112B。高分子壳体112A内部具有至少一密闭空间S，且填 充液体112B填充于密闭空间S中。此外，粒子112分布于连续相溶液114中，其中各粒子 112的密度实质上等于连续相溶液114的密度。实际上，电泳显示器400与电泳显示器100的差别在于其封装显示介质110的方 式一者是以微胶囊80的形式而另一者是以微杯的形式。但是，本发明并不限于此，在其他 显示器中也可以应用本发明的显示介质110以作为显示之用。在本实施例中，显示介质110中的粒子112也可以是前述图2A 2C、图3A 3B 中所述的任一种或是多种粒子200A 200C及300A、300B。因此，电泳显示器400至少可具 有低驱动电压、高响应速率、高信赖性等优点。另外，为了使显示介质110具有特定的性质 以满足产品的需求，可以在填充液体112B中添加其他添加物，例如可在填充液体112B内添 加盐类等以改变粒子112在电场中的电性特性。综上所述，本发明利用高分子壳体包覆填充液体以构成液态内核的设计作为显示 介质的粒子。如此一来，粒子的密度可以随着不同需求而调整，而有助于降低电泳显示器所 需的驱动电压。进一步而言，本发明的显示介质不需选用高粘滞度的材质做为连续相溶液， 因此显示介质中粒子的移动速率快且其移动所需的能量较低。亦即，本发明的电泳显示器 具有高响应速率及低电能损耗的特点。除此之外，本发明的显示介质的粒子具有可形变的 特性，当粒子之间相互接触时不会因直接地碰撞造成粒子表面损害，所以本发明的显示介 质有助于提高电泳显示器的信赖性及使用寿命。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种显示介质，包括多个粒子，各该粒子具有可形变的一高分子壳体以及一填充液体，该高分子壳体内部 具有至少一密闭空间，且该填充液体填充于该密闭空间中；以及一连续相溶液，所述多个粒子分布于该连续相溶液中，其中各该粒子的密度等于该连 续相溶液的密度；其中所述多个粒子的直径为IOOnm 10，OOOnm。
2.根据权利要求1所述的显示介质，其中各该粒子的该高分子壳体为透明无色。
3.根据权利要求2所述的显示介质，其中该填充液体为一乳化液。
4.根据权利要求2所述的显示介质，还包括一致色材料，混合于该填充液体中，该致色 材料为一黑色材料、一颜料或一染料。
5.根据权利要求2所述的显示介质，还包括一致色材料，混合于该填充液体中，其中该 密闭空间的数量为多个，而该致色材料包括多种染料或多种颜料，且各该染料或各该颜料 分别混合于其中一该密闭空间中的该填充液体中。
6.根据权利要求1所述的显示介质，其中各该粒子的该高分子壳体为白色、黑色或彩色。
7.根据权利要求6所述的显示介质，还包括一致色材料，掺杂于该高分子壳体中，其中 该致色材料为一黑色材料、一颜料或一染料。
8.根据权利要求6所述的显示介质，还包括一致色材料，掺杂于该高分子壳体中，该致 色材料包括多种染料或多种颜料。
9.根据权利要求1所述的显示介质，其中各该粒子还具有一表面层，涂布于各该粒子 的高分子壳体的表面，该表面层包括一正电荷控制层或一负电荷控制层，其中该正电荷控 制层的材质包括含氨基高分子、含胺基高分子、含偶氮高分子、含苯胺系列高分子、含氮高 分子或上述的组合，该负电荷控制层的材质包括含碳酸基高分子、含硫酸基高分子、含磺酸 基高分子、含磷酸基高分子、含硫醇系列高分子、含磷高分子、含硫高分子或上述的组合。
10.一种电泳显示器，具有多个微空腔以及填充于所述多个微空腔中的一显示介质，该 显示介质包括多个粒子，各该粒子具有可形变的一高分子壳体以及一填充液体，该高分子壳体内部 具有至少一密闭空间，且该填充液体填充于该密闭空间中；以及一连续相溶液，所述多个粒子分布于该连续相溶液中，且各该粒子的密度等于该连续 相溶液的密度；其中所述多个微空腔由多个微杯或是多个微胶囊所定义。
全文摘要
本发明公开了一种显示介质与电泳显示器。电泳显示器具有多个微空腔以及填充于微空腔中的一显示介质。显示介质包括多个粒子以及一连续相溶液。各粒子具有可形变的一高分子壳体以及一填充液体。高分子壳体内部具有至少一密闭空间，且填充液体填充于密闭空间中。此外，粒子分布于连续相溶液中，其中各粒子的密度实质上等于连续相溶液的密度。
文档编号G02F1/167GK101995725SQ20091016647
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者王志源 申请人:胜华科技股份有限公司