用于制造电光显示器的方法

专利名称：用于制造电光显示器的方法
技术领域：
本发明涉及国际申请公开No. WO 2003/104884、WO 2004/023195、W02005/041160 以及 W02005/073777，以及国际申请 No. PCT/US2006/60049 和 PCT/US2006/62399。以上这 些国际申请读者可以当成关于本发明的背景信息作为参考。
背景技术：
本发明涉及用于制造电光显示器的方法，并涉及在该方法中所使用的部件以及利 用这些方法和部件所制造的显示器。本发明具体地但非排他地旨在与包括封装的电泳媒质 的显示器使用。然而，本发明还能够利用其他不同类型的固态电光媒质，该固态是指在具有 固态外表面的意义下的固态，尽管媒质可以并且通常具有包含流体(液体或气体)的内部 空间。因此，术语“固态电光显示器”包括封装的电泳显示器、封装的液晶显示器以及以下 所述的其他类型的显示器。电光显示器包括电光材料的层，术语电光材料取其在成像技术领域中的常规含 义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一种光学性质 不同，通过向该材料施加电场使该材料从第一显示状态转变到第二显示状态。虽然该光学 性质通常是人眼可感觉到的颜色，但是也可以是其它光学性质，诸如光学透射、反射率、发 光或在用于机器读取的显示的情况下，在可见范围之外的电磁波长的反射率变化意义上的 假彩色。此处使用的术语“双稳”和“双稳定性”是其在本领域中的常规意思，是指包括具有 第一和第二显示状态的显示部件的显示器，所述第一和第二显示状态至少有一种光学性质 不同，使得任何给定部件通过具有有限持续时间的寻址脉冲被驱动成呈现其第一或第二显 示状态后，在寻址脉冲终止后，该状态将持续至少是改变该显示部件的状态所需寻址脉冲 的最小持续时间的几倍时间，例如至少是四倍时间。在国际申请公开No. WO 02/079869中 示出一些基于粒子的能够显示灰度级的电泳显示器不仅在其极端的黑和白状态下稳定， 并且也在其中间灰态下稳定，对于其它一些类型的电光显示器同样如此。这种类型的显示 器被恰当地称为“多稳”而不是双稳，但是为了方便起见本文中使用的术语“双稳”覆盖双 稳和多稳显示器。已知有多种类型的电光显示器。一种类型的电光显示器是例如在美国专利 No.5，808，783,5, 777，782,5, 760，761,6, 054，071,6, 055，091,6, 097，531,6, 128，124、 6，137，467和6，147，791中所公开的旋转双色元件(rotatingbichromal member)类型(虽 然这种类型的显示器经常被称为“旋转双色球”显示器，但是由于在上述一些专利中旋转元 件不是球状的，所以术语“旋转双色元件”更准确)。这种显示器使用大量具有光学特性不 同的两个或更多部分的小体(典型的是球状或圆柱状)以及内部偶极子。这些小体悬浮在基质中的充满液体的液泡中，这些液泡充满液体以便这些体能自由旋转。向该显示器施加 电场，因此旋转这些小体到各种位置并且改变通过观察表面所看到的那些小体的部位，从 而改变该显示器的外观。这种类型的电光媒质是典型的双稳。另一种类型的电光显示器使用电致变色媒质，例如变色薄膜(nanochromic film)形式的电致变色媒质，其包括至少部分由半导电金属氧化物形成的电极以及多个附着在该 电极上的能够可逆变色的染料分子。参见诸如0，Regan，B.等人，在Nature，1991，353， 737 ；Wood，D.，在 InformationDisplay, 18 (3)，24 (2002 年 3 月)，以及参见 Bach, U.等人， 在 Adv. Mater. 2002，14(11)，845 的文章。在诸如美国专利 No. 6，301，038 和 No. 6，870，657 以及6，950，220中也描述了这种类型的变色薄膜。这种类型的媒质也是典型的双稳的。另一种类型的电光显示器是由Philips开发的，并在Hayes，R. Α.等人的 “基于电润湿技术的视频速度电子纸”(〃 Video-Speed Electronic Paper Based onElectrowetting" )，Nature，425，383-385 (2003)的文章中作了描述。在国际申请公开 No. 2005/038764中示出了该电湿显示器可以制成双稳的。数年来被大量研究和开发的另一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器， 其中多个带电粒子在电场的影响下穿过流体。与液晶显示器相比较，电泳显示器的优点在 于具有良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性以及低功耗。然而，这些显示器的长期 图像质量问题妨碍了它们的广泛使用。例如，构成电泳显示器的粒子趋向于沉降，导致这些 显示器的使用寿命不够。如上所示，电泳媒质中需要流体的存在。在大部分现有技术的电泳媒质中这种 流体是指液体，但是电泳媒质可以用气态的流体制成；参见诸如Kitamura，Τ.等人的“在 ^ ΚΜ^^ Φ Efeifeijv WissJ]" (" Electrical tonermovement for electronic paper-like display “ )，IDW 日本，2001，Paper HCSl-I 和 Yamaguchi，Y.等人的“利 用带静电的绝缘粒子的色粉显示器”("Tonerdisplay using insulative particles charged triboelectrically “ )，IDW 日本，2001，Paper AMD4-4。同时参见美国专利 申请 No. 2005/0001810 ；欧洲专利申请 1，462，847、1，482，354、1，484，635、1，500，971、 1，501，194、1，536，271、1，542，067、1，577，702、1，577，703、1，598，694 ；以及国际申请公开 WO 2004/090626、W02004/079442、W02004/001498。这种基于气体的电泳媒质容易遇到跟基 于液体的电泳媒质同种类型的由于粒子沉降带来的问题，当媒质用于允许存在这种沉降的 方向时，例如用于标牌，其中媒质位于在一个垂直的平板上。事实上，在基于气体的电泳媒 质中粒子沉降问题比基于液体的电泳媒质中更严重，因为与液态流体相比气态悬浮流体的 粘性更低使电泳粒子沉降得更快。大量转让给麻省理工学院(MIT)和伊英克(E Ink)公司的或在这二者名下的专利 和申请最近已经公布，它们描述了封装的电泳媒质。这种封装的媒质包括大量小囊，其中 每一个小囊本身包含内相以及环绕内相的囊壁，其中所述内相含有悬浮在液体悬浮媒质中 的可电泳运动的粒子。通常，这些囊本身保存在聚合粘合剂中以形成位于两个电极之间的 粘附层。例如，在美国专利 No. 5，930，026,5, 961，804,6, 017，584,6, 067，185,6, 118，426、 6，120，588,6，120，839,6，124，851,6，130，773,6，130，774,6，172，798,6，177，921, 6，232，950,6，249，271,6，252，564,6，262，706,6，262，833,6，300，932,6，312，304, 6，312，971,6，323，989,6，327，072,6，376，828,6，377，387,6，392，785,6，392，786,6，413，790,6，422，687,6，445，374,6，445，489,6，459，418,6，473，072,6，480，182, 6，498，114,6，504，524,6，506，438,6，512，354,6，515，649,6，518，949,6，521，489, 6，531，997,6，535，197,6，538，801,6，545，291,6，580，545,6，639，578,6，652，075, 6，657，772,6，664，944,6，680，725,6，683，333,6，704，133,6，710，540,6，721，083, 6，724，519,6，727，881,6，738，050,6，750，473,6，753，999,6，816，147,6，819，471, 6，822，782,6，825，068,6，825，829,6，825，970,6，831，769,6，839，158,6，842，167, 6，842，279, 6，842，657,6，864，875,6，865，010,6，866，760,6，870，661,6，900，851, 6，922，276,6，950，200,6，958，848,6，967， 640,6，982，178,6，987，603,6，995，550, 7，002，728,7，012，600,7，012，735,7，023，420,7，030，412,7，030，854,7，034，783, 7，038，655,7，061，663,7，071，913,7，075，502,7，075，703,7，079，305,7，079，305, 7，106，296,7，109，968,7，110，163,7，110，164,7，116，318,7，116，4667，119，759, 7，119，772、7，148，128、7，167，155、7，170，670 和 7，173，752 ；以及美国专利申请 公开 2002/0060321 ；2002/0090980,2003/0011560,2003/0102858,2003/0151702, 2003/0222315,2004/0014265,2004/0075634,2004/0094422,2004/0105036, 2004/0112750,2004/0119681,2004/0136048,2004/0155857,2004/0180476, 2004/0190114,2004/0196215,2004/0226820,2004/0239614,2004/0257635, 2004/0263947,2005/0000813,2005/0007336,2005/0012980,2005/0017944, 2005/0018273,2005/0024353,2005/0062714,2005/0067656,2005/0078099, 2005/0099672,2005/0122284,2005/0122306,2005/0122563,2005/0134554, 2005/0146774,2005/0151709,2005/0152018,2005/0152022,2005/0156340, 2005/0168799,2005/0179642,2005/0190137,2005/0212747,2005/0213191, 2005/0219184,2005/0253777,2005/0270261,2005/0280626,2006/0007527, 2006/0024437,2006/0038772,2006/0139308,2006/0139310,2006/0139311, 2006/0176267,2006/0181492,2006/0181504,2006/0194619,2006/0197736, 2006/0197737、2006/0197738、2006/0198014、2006/0202949、and2006/0209388 ；以及国 际申请公开 No. WO 00/38000、WO 00/36560、W000/67110 和 WO 01/07961，以及欧洲专利 No. 1，099，207 Bl和No. 1，145，072B1中均描述了这种类型的封装的媒质。上述许多专利和申请认识到在封装的电泳媒质中的围绕分离微囊的壁可以用连 续的相代替，因而产生所谓的聚合物分散的(polymer-dispersed)电泳显示器，其中电泳 媒质包括多个电泳流体的分离的小滴以及聚合物材料的连续相，并且即使没有分离的囊膜 与每个单独的小滴相关，但在这样聚合物分散的电泳显示器内的电泳流体的分离小滴也可 以被认为是囊或微囊；参见诸如前述的美国专利No. 6，866，760。因此，为了本申请的目的， 这种聚合物分散的电泳媒质被认为是封装的电泳媒质的子类。一种相关类型的电泳显示器是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示 器中，带电粒子和流体不是封装在微囊中而是保持在形成于载体媒质(通常是聚合物膜) 内的多个腔内。参见诸如美国专利No. 6，672，921以及6，788，449，二者均已转让给Sipix Imaging 公司。虽然电泳媒质通常是不透明的(因为，例如在很多电泳媒质中这些粒子基本阻 挡可见光通过显示器的传播)并且在反射模式下工作，但是许多电泳显示器可以在所谓的“快门模式(shutter mode)”下工作，该模式下具有一种基本是不透明的显示状态和一 种透光的显示状态。参见诸如前述的美国专利No. 6，130，774和6，172,798，以及美国专 利 No. 5，872，552,6, 144，361,6, 271，823,6, 225，971 和 6，184，856。类似于电泳显示器， 但是依赖于电场强度变化的介电电泳显示器也可以在类似的模式下工作；参见美国专利 No. 4，418，346。封装的或微单元电泳显示器通常不遭受传统电泳显示器件的聚集和沉淀失效模式，并且具有另外的优点，诸如能够将显示器印制或涂布在各种柔性和刚性基底上。(使 用词语“印制”意在包括但不限于下列各种印刷和涂布形式诸如斑块压型涂布(patch die coating)的预先计量式(pre-metered)涂布、狭缝式或挤压式涂布、坡流式或阶式 (cascade)涂布、帘式涂布；诸如辊式刮刀(knife over roll)涂布、向前和逆转辊涂布的 压辊涂布；照相凹板式涂布；浸渍涂布；喷涂；弯月面(meniscus)涂布；旋涂；刷涂；气刀涂 布；丝网印刷工艺；静电印刷工艺；热印刷工艺、喷墨印刷工艺；电泳沉积以及其它类似技 术)。因此，所制造的显示器可以是柔性的。此外，由于显示媒质可以(使用各种方法)被 印制，显示器本身可以廉价地制造。其他类型的电光媒质也可以用在本发明的显示器中。通常，电光显示器包括电光材料的层和配置在该电光材料相对面上的至少两个其 他层，这两层中的其一为电极层。在大多数这种显示器中两层均为电极层，将这两个电极层 或其一图案化，以便限定出显示器的像素。例如，将一个电极层图案化为细长的行电极，将 另一个电极层图案化为沿与行电极呈直角延伸的细长的列电极，则像素通过行与列电极的 交叉点所限定。可选地，并且更为常见地，一个电极层具有单个连续电极的形式，而另一个 电极层被图案化为像素电极的矩阵，每一个像素电极限定出显示器的一个像素。在另一种 采用触针、打印头或类似的分离于显示器的可移动电极的电光显示器中，只有邻近该电光 层的多个层的一层包括电极，在电光层相对面的层通常作为保护层以防止可移动电极损害 电光层。三层的电光显示器的制造通常包括至少一个层压操作。例如，在上述的几个MIT 和E Ink公司的专利和申请中，描述了用于制造封装的电泳显示器的工艺，在该封装的电泳 显示器中，将在粘合剂中包括囊的封装的电泳媒质涂布在柔性基底上，该柔性基底包括氧 化铟锡(ITO)或类似的涂布在塑料膜上的导电涂层(其充当最终显示器的一个电极)，干燥 囊/粘合剂涂层以形成牢固地粘附于基底的电泳媒质的粘附层。单独地制备背板，该背板 包括像素电极的阵列和导体的适当配置以将像素电极连接到驱动电路。为了形成最终的显 示器，采用层压粘附剂将上面有囊/粘合剂层的基底层压到背板上(采用非常类似的工艺 可以制备出使用触针或类似的可移动电极的电泳显示器，即通过采用诸如塑料膜的简单保 护层替代背板，使触针或其它可移动的电极能够在其上滑动)。在该工艺一个优选的方式 中，背板本身为柔性的，并且其能够通过将像素电极和导体印制在塑料膜或其他柔性基底 上来制备。一种明显的通过这一工艺进行显示器大量生产的层压技术是采用层压粘附剂的 辊式层压。其他类型的电光显示器也可以使用类似的制造技术。例如，可以将微单元电泳 媒质或旋转双色元件媒质以基本上同于封装的电泳媒质的方式层压到背板上。在上述的工艺中，利用真空层压将承载电光层的基底层压到背板上的是有益的。 真空层压可以有效地排出两个待层压材料之间的空气，因此避免了不希望存在于最终显示器中的气泡，因为这种气泡可能会导致由显示器生成的画面中的伪影。然而，以这种 方式将电光显示器的两部分进行真空层压，就迫切需要如前述的美国专利6，657，772和 6，831，769中所使用的粘附剂，尤其是对于使用封装的电泳媒质的显示器的情况。该粘附剂 必须具有足够的粘接强度以便能够将电光层粘合在其将要层压的层(通常为电极层)上， 而对于封装的电泳媒质的情况，该粘附剂必须具有足够的粘接强度以便能够机械地将多个 囊固定在一起。如果电光显示器属于柔性的类型(并且双色旋转元件和封装的电泳显示器 的一个重要优点就是它们可以制作成柔性的)，则粘附剂必须具有足够的柔韧性，以便当显 示器发生弯曲时不会在显示器中引入瑕疵。在层压温度下，层压粘附剂还必须具有足够的 流动性能以保证实现高质量的层压，在这点上，对封装的电泳和一些其他类型的电光媒质 进行层压的要求是非常困难的；层压需要在不高于约130°C的温度下进行，因为将媒质暴 露在更高的温度下会使其遭到损坏，但是该粘附剂的流动性必须能够适应包括囊的层的相 对不平坦的表面，该层的表面是由于其下面的囊而变得不规则。该层压粘附剂必须与显示 器中所有其他材料在化学方面兼容。在考虑选择用在电光显示器中的层压粘附剂时，一定要注意到组装显示器的过程。大多数用于电光显示器最终层压的现有技术方法基本上为分批(batch method)方法， 在该方法中电光媒质、层压粘附剂和背板仅是在即将最终组装之前组合到一起，因此这就 需要更好地适用于大量生产的方法。如前述的WO 2003/104884中所述，许多用在固态电光显示器中的部件以及用于 制造这种显示器的方法，均来源于在液晶显示器(LCD)中所使用的技术，尽管液晶显示器 采用的是液体而非固态媒质，但显然其还是电光显示器。例如固态电光显示器可采用有源 矩阵背板以及在透明基底上“连续的”前电极(在电极的意义上，其延伸到多个像素上，以 及通常在整个显示器上)，其中有源矩阵背板包括晶体管或二极管的阵列以及对应的像素 电极的阵列，这些部件基本上与在LCD中的相同。然而用于组装LCD的方法不能用于固态电 光显示器。通常，组装LCD需要通过以下的过程在分开的玻璃基底上制作背板和前电极， 然后将这些部件粘附地固定在一起并在它们之间留有小孔隙，而后将得到的组件置于真空 下，浸入到液晶的浴中，从而使液晶流经背板和前电极之间的孔隙。最后，随着液晶流到适 当位置将孔隙密封，从而获得最终的显示器。不能简单地将这种IXD组装工艺转用到固态电光显示器。因为电光材料是固态 的，在将背板和前电极这两个整体相互固定之前其一定是存在于背板和电极之间。此外，液 晶材料在无需附着于前电极或背板的条件下可被简单地置于这二者之间，相比较而言，固 态电光媒质则通常均需要被固定在前电极和背板上。在大多数情况下固态电光媒质在前电 极上形成，因为这通常比在包含电路系统的背板上形成媒质更加容易实现，然后将前电极/ 电光媒质的组件层压到背板上。通常这种层压是通过在电光媒质的整个表面覆盖粘附剂， 然后在一定的温度、压力以及可能为真空的条件下进行层压。电光显示器的价格通常比较昂贵，例如存在于便携式电脑中的彩色IXD的成本通 常占电脑整个成本的绝大部分。随着电光显示器广泛应用在诸如手机以及个人数字助理 (PDA)这种比便携式电脑便宜得多的设备中，这就给降低这些显示器的成本带来了极大的 压力。如上所述，通过印制技术在柔性基底上形成一些固态电光媒质的层的能力使得通过 采用诸如卷绕式涂布技术进行显示器大量生产从而降低显示器电光部件的成本成为可能，其中所述卷绕式涂布采用的是用来生产涂布纸、聚合物膜和类似媒质的商用设备。然而，这 种设备价格昂贵，并且目前所销售的电光媒质的面积也不足以采用专用的设备，因此通常 这就需要在对相对易碎的电光媒质的层不造成损伤的情况下，将所涂布的媒质从商业涂布 装置转移到用于电光显示器最终组装的装置中。 前述的WO 2003/104884描述了一种组装固态电光显示器(包括基于粒子的电泳 显示器)的方法，该方法能较好地适用于大批量生产。该专利基本上描述了所谓的“前平面 层压(FPL) ”，该“前平面层压”按顺序地包括透光电导层、与电导层电接触的固态电光媒质 层、粘附层、以及释放板(releasesheet)。一般地，该透光电导层由透光基底所承载，所述透 光基底优选地为柔性的，这种柔性是在该基底能够被手工地卷绕成(比方说)直径为10英 寸(254毫米)的柱状物而不会永久变形的意义上。此处及本专利所使用的术语“透光”表 示所指定的层能够使足够的光通过，以使观察者能够看穿该层观察到电光媒质的显示状态 上的变化，而通常这种变化是通过电导层和邻近的基底(如果有的话)所观看到的。一般 地，基底为聚合物膜，并且通常其厚度在约1至约25密尔(25至634 μ m)范围内，优选地约 2至约10密尔(51至254 μ m)。适宜地，电导层可以为诸如铝或ITO的薄的金属或金属氧化 物层，或为导电聚合物。涂布有铝或ITO的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜是商业化的，例如 来自特拉华州威尔明顿的美国杜邦公司(E. I.du Pont deNemours & Company，Wilmington DE)的“铝化Mylar”(" Mylar"为注册商标)，这种商业材料可以用于前平面层压并具有 不错的效果。可以通过这样的方式来实现利用这种前平面层压的电光显示器的组合将释放板 从前平面层压移走，在能有效地促使粘附层粘附到背板的条件下将粘附层与背板接触，从 而将粘附层、电光媒质的层以及电导层固定到背板上。该工艺能很好地适应于大量生产，因 为前平面层压一般是采用卷绕式涂布技术而大量生产的，然后将其切割成为了与特定背板 一起使用所需的任意尺寸的块。前述的WO 2003/104884还描述了一种在将前平面层压引入显示器之前，用于测 试前平面层压中电光媒质的方法。在该测试方法中，释放板配以电导层，并且在该电导层和 位于电光媒质另一侧上的电导层之间施加足以改变电光媒质光学状态的电压。由于对电光 媒质的观察可以暴露出媒质中的任何瑕疵，这就避免了将有瑕疵的电光媒质层压到显示器 中，否则，其最终代价将是废弃整个显示器而不仅仅是有瑕疵的前平面层压。前述的WO 2003/104884还描述了第二种测试前平面层压中电光媒质的方法，该 方法通过将静电电荷置于释放板上，于是在电光媒质上形成图像。然后以之前相同的方式 观察该图像来检测电光媒质中的任何瑕疵。前述的WO 2004/023195描述了所谓的“双释放膜”，该“双释放膜”基本上为前述 的W02003/104884的前平面层压的简化版。其中一种双释放板的形式包括了夹入两个粘附 层之间的固态电光媒质层、一个或两个由释放板所覆盖的粘附层。双释放层的另一种形式 包括夹入两个释放板之间的固态电光媒质层。这两种形式的双释放膜均意在用于与已经描 述的用于由前平面层压组装电光显示器的工艺基本上类似的工艺中，但其包括两个分离的 层压。通常，在第一次层压中是将双释放板层压到前电极以形成前子组件，然后在第二次层 压中将前子组件层压到背板以形成最终的显示器，但是如果需要的话，这两次层压的顺序 可以反过来。
前述的PCT/US2006/60049描述了所谓的“倒置的前平面层压”，其为在前述的WO 2003/104884中所述的前平面层压的变形。该倒置的前平面层压顺序地包括透光保护层 和透光电导层中的至少一个、粘附层、固态电光媒质层以及释放板。采用该倒置的前平面层 压是用于形成在电光层和前电极或前基底之间具有层压粘附层的电光显示器；在电光层和 背板之间可以有或可以没有通常很薄的第二粘附层。这种电光显示器兼具较好分辨率和低 温性能。前述的PCT/US2006/62399描述了设计用于利用倒置的前平面层压大量制造电光 显示器的多种不同方法。在这些方法中优选的方式是设计用于允许同时对多个电光显示器 进行部件层压的“多个向上(multi-up)”方法。前述的WO 2003/104884还描述了在前平面层压所层压到的背板和前平面层压中的透光电导层之间形成电连接的方法。如在该国际申请的图21和图22中所示的，可以控 制在前平面层压中电光媒质层的形成，从而留下未涂布的区域(“槽”)，该区域中没有电光 媒质存在，并且这些未涂布的区域的一部分此后可以用于形成所需的电连接。然而，从制造 的角度来说，这种形成连接的方法并不是人们所期望的，因为这种连接的排布显然随背板 设计而变，因此涂布有特定排布方式的槽的FPL只能与一个背板或有限范围的背板使用， 然而出于成本原因，人们还是期望仅制造一种形式的FPL，其能够与任意背板使用。因此，前述的WO 2003/104884还描述了通过以下步骤形成所需电连接的方法将 电光媒质涂布在FPL的整个区域，然后在希望形成电连接的地方将电光媒质移除。但是这 种电光媒质的移除也有其自身的问题。一般地，电光媒质必须通过使用溶剂或机械清除的 方式来移除，任一种方式可能都会导致对FPL的电导层(该电导层通常是诸如氧化铟锡的 金属氧化物的层，厚度小于Iym)的破坏或移除，从而无法形成电连接。在极端情况下，还 有可能引起对于用于支撑并机械地保护电导层的前基底(通常为聚合物膜)的损伤。在 某些情况下，用于形成电光媒质的材料并不容易溶解，因此不可能在不使用腐蚀性溶剂和/ 或高机械压力的情况下将其移除，然而这两情况均会加重前述的问题。也可以将采用电光媒质的选择性涂布和/或电光媒质的选择性移除的类似方法 应用到前述的双释放膜和倒置的前平面层压中。实际常用的做法是利用激光切割从FPL的连续网状物上分离出用于层压到各个 背板的适当尺寸的块。通过以下方式，还可以采用这种激光切割制备用于电连接背板的区 域利用激光从层压粘附剂一侧“吻切割”(kiSSCUtting)FPL，从而将层压粘附剂和电光媒 质从连接区域移除，但不会移除掉电导层。如果该薄的、相对易碎的电导层不被移除或不受 到破坏，则需要吻切割对激光功率和切割速度的精确控制。而且根据连接处的位置，电导层 和相关联的前基底的弯曲度可能会使电导层破裂，导致无法实现在背板和电导层之间的恰 当连接，最终无法形成显示器。因此，需要一种改进的能够与前平面层压的电导层形成电连接的方法，本发明正 是想要提供这样一种改进的方法。本发明的另一方面涉及柔性显示器的生产。由于通常采用的薄的基底材料缺乏硬 度，采用薄的、柔性基底进行涂布操作、层压和显示器的组装很困难。可以通过在连续的网 状物上实施一些加工工序，一定程度地消除这些困难，但是柔性显示器的最终组装通常需 要将显示器的薄的前平面层压或类似的子组件层压到薄的背板上，而且这种两个薄的子组件的层压引起了相当大的机械上的困难。本发明的一方面涉及改进的可减弱或消除这些困 难的层压工艺。本发明的另一方面涉及用在电光显示器中的改进的层压粘附层。用在这种显示器 中的背板通常具有相当大的表面粗糙度，尤其是在该背板是与有源矩阵显示器相反的直接 驱动类型(具有多个相当大尺寸的电极以及与每个电极相关联的用于控制其上的电压的 单独导体)的情况下。为了避免由于背板的粗糙而在层压粘附剂中形成空隙，期望采用相 对软的层压粘附剂(在70°C和10_4Hz条件下，G’ < IOOOPa)。然而，这种软的粘附剂的使 用又会不利的影响到显示器的高温性能。本发明提供了一种粘附层，其既可以避免空隙的 形成，又能够提供较好的高温性能。本发明的另一方面涉及替代在电光显示器的组装中所使用的难以实现精密容限 或其他所期望参数的前平面层压。

发明内容
因此，本发明一个方面提供用于生产用在电光显示器中的前平面层压的工艺，该 工艺包括形成包括层压粘附层和电光媒质层的子组件；形成穿过所述子组件的孔隙；以及之后在所述子组件的层压粘附层的暴露的表面上固定透光电极层，所述电极层延 伸覆盖在所述孔隙上。为了方便，以下将本发明的这种工艺称为本发明的“预形成的连接孔隙”或“PFCA”工艺。在这种PFCA工艺中，孔隙可以延伸到层压粘附层和电光媒质层的边缘，从而使所 述的“孔隙”以这些层边缘处的切口形式存在，而不是完全由层压粘附层和电光媒质层所包 围的真正的孔隙。通常，所述子组件的至少一个暴露的表面由释放板所覆盖；该孔隙可以穿 过也可以不穿过这个释放板，但是该孔隙延伸穿过至少一个释放板通常是最方便的。透光 电极可以由支撑层所承载，通常，电极层是前基底的一部分，除电极层外该前基底还包括支 撑层，其通常为聚合物膜，该支撑层可以为一般相对脆弱的电极层提供机械支撑和保护。子 组件包括位于电光媒质层的相对两侧的两个层压粘附层，通常在这种子组件中孔隙会延伸 穿过这两个层压粘附层。因为以下所述原因，该透光电极可以在两个维度上都比电光媒质 层大。通过本发明的工艺生产的带孔隙的前平面层压的使用方式可以与在前述的WO 2003/104884中所描述的通过对电光媒质和层压粘附剂的机械或溶剂移除而生产的带孔隙 的FPL非常类似。例如，在将透光电极层固定到层压粘附层上之后，可以将子组件层压到 包括至少一个电极的背板上，在该层压过程中，将导电材料引入到孔隙中从而在透光电极 层和配置在背板上的接点之间提供电连接。例如，可以将由PFCA工艺生产的FPL层压到 预先沉积有一滴导电油墨的背板上，从而使导电油墨进入到该FPL的孔隙中并且在背板和 FPL的导电层之间形成所需要的电连接，该导电层在该层压操作之后形成电光显示器的前 电极。用在PFCA工艺中的电光媒质可以是前面描述过的任何类型的固态电光媒质。因此，该电光媒质可以是旋转双色元件或电致变色媒质。该电光媒质还可以是电泳材料，该电泳材料包括分布在流体中并且能够在电场的影响下穿过流体的多个电学带电粒子。该电学 带电粒子和流体可以限制在多个囊或微单元中。可选地，电泳材料可以是聚合物分散型，其 中电学带电粒子和流体以多个离散的小滴形式存在，该小滴由包括聚合物材料的连续相所 包围。所采用的流体可以是液态的或气态的。本发明还提供了第二种用于形成用在电光显示器中的前平面层压的相关工艺。在 该第二种工艺中，仍然形成包括层压粘附层和电光媒质层的子组件。然而，不需要形成穿过 该子组件的孔隙；取而代之，将透光电极层固定在该子组件的层压粘附层的暴露的表面上， 该电极层具有接片部分，该接片部分延伸出层压粘附层和电光媒质层的周边。因此，本发明 提供一种用来生产用在电光显示器中的前平面层压的工艺，该工艺包括形成包括层压粘 附层和电光媒质层的子组件；以及随后将透光电极层固定到所述子组件的层压粘附层的暴 露的表面上，该电极层具有延伸出层压粘附层和电光媒质层的周边的接片部分。为了方便，在下文中将本发明的第二种工艺称为本发明的“延伸的接片”工艺。在 该延伸的接片工艺中，因为以下所述原因，电极层在两个维度上均比电光媒质层大。子组件 还可以包括至少一个释放板，所述释放板覆盖层压粘附层和电光媒质层的至少一个暴露的 表面。如在上述的PFCA工艺中所述，在延伸的接片工艺中，透光电极可以由支撑层承载。该 子组件可以包括布置在电光媒质层相对两侧上的第一和第二层压粘附剂层。在将透光电极 层固定到第一层压粘附层后，可以将第二层压粘附层层压到包括至少一个电极的背板上， 其中接片部分与配置在背板上的接点相接触。用在延伸的接片工艺中的电光媒质可以是前面描述过的任何类型的固态电光媒 质。因此，该电光媒质可以是旋转双色元件或电致变色媒质。电光媒质还可以是包括分布在 流体中并且能够在电场的影响下穿过该流体的多个电学带电粒子的电泳材料。该电学带电 粒子和流体可以被限制在多个囊或微单元中。可选地，电泳材料可以是聚合物分散的类型， 其中电学带电粒子和流体以多个离散的小滴形式存在，该小滴由包括聚合物材料的连续相 所包围。所采用的流体可以是液态的或气态的。另一方面，本发明提供用于形成柔性电光显示器的工艺，该工艺包括提供包括至 少一个电极的背板；提供包括透光电导层、固态电光媒质层、粘附层和释放板的前平面层 压；从前平面层压中将释放板移除；以及将前平面层压层压到背板从而形成电光显示器， 其中在该层压之前，将硬化层固定在前平面层压和背板中的至少一个上，该硬化层用于增 加前平面层压和/或背板的硬度。在层压之后，通常会将该硬化层移除。为了方便，在下文中将本发明的该工艺称为本发明的“硬化层”工艺。本发明还提供一种硬化的前平面层压，其顺序地包括硬化层、透光电导层；与电 导层保持电连接的固态电光媒质的层；粘附层和释放板，所述硬化层可以从电导层中移除。本发明的硬化层工艺和硬化的前平面层压可以利用如前所述的任何已知类型的 固态电光媒质。本发明还提供一种电光显示器，其包括具有至少一个电极的背板；同所述背板 相接触的第一层非交联的粘附剂；第二层交联的粘附剂，其与所述背板相对，在所述第一层 的另一侧上；以及电光媒质层，其与所述第一层相对，在所述第二层的另一侧上。为了方便， 在下文中可以将该电光显示器称为本发明的“双粘附层”显示器。
本发明还提供一种前平面层压，其顺序包括透光电导层、电光媒质的层、交联的 粘附剂的层、非交联的粘附剂的层以及释放板。为了方便，在下文中可以将该前平面层压称 为本发明的“双粘附层前平面层压”或“DALFPL”。本发明还提供一种双释放膜，其包括固态电光媒质层，其在相对的侧面具有第一和第二表面；在该固态电光媒质层第一表面上的第一粘附层；在该层固态电光媒质第二表 面上的第二粘附层；以及与固态电光媒质层相对、布置在第一粘附层另一侧上的释放板，其 中第一和第二粘附层中的一个包括临近固态电光媒质层表面的交联的粘附剂的第一子层 和非交联的粘附剂的第二子层。在下文中可以将这种双释放膜称为本发明的“双粘附层双 释放膜”或“DALDRF”。采用本发明的方法和部件生产的电光显示器可以用在先前使用电光显示器的任 何应用中。因此，本发明延伸到包括本发明的显示器或者采用本发明的方法或部件所生产 的显示器的电子书阅读器、便携式计算机、平板电脑、移动电话、智能卡、标牌、手表、货架标 签或闪盘。最后，本发明提供了在不使用前平面层压情况下组装电光显示器的多种工艺。


图IA至ID为本发明的第一预形成的连接孔隙工艺的各个阶段的横截面示意图；图2A至2E为本发明的第二预形成的连接孔隙工艺的各个阶段的横截面示意图；图3A至3D为本发明的延伸的接片(extended tab)工艺的各个阶段的横截面示 意图，而图3E为如图3C相同工艺阶段的顶视图；图4是穿过本发明的硬化的前平面层压的截面示意图；图5是穿过本发明的双粘附层电光显示器的截面示意图；图6A至6E是在不使用前平面层压的情况下，用于形成电光显示器的本发明的工 艺的各个阶段的截面示意图。应该强调的是所有附图均为示意性而非按比例的。具体地说，为了易于阐述，图中 各个层的厚度并非对应于它们的实际厚度。并且在所有的附图中，不同层的厚度相对于其 横向尺寸较为夸大。
具体实施例方式从前面的概述中可以明显看出，本发明具有很多不同方面，下面将主要对这些不 同方面分别描述。然而应该理解，单个电光显示器或其部件均可以利用本发明的多个方面， 例如将用于本发明PFCA工艺的子组件引入本发明的双粘附层。在对本发明的不同方面作详细描述前，有必要对某些定义进行说明。此处使用的 术语“背板”是其在电光显示器领域中以及前述的专利和公开的申请中的常规含义，是指配 以一个或多个电极的刚性或柔性材料。该背板还可以配以用于寻址显示器的电子部件，或 将这种电子部件配在分离于背板的单元中。在柔性显示器中，非常期望背板具有足够的阻 隔性能以防止湿气以及其他污染物通过显示器非观看侧(显示器通常从远离于背板的一 侧观察)进入。如果需要将一个或多个附加层添加到背板以减少湿气或其他污染物的进 入，那么阻隔层应该尽可能地位于靠近电光层的位置，以使在前(以下讨论的)和后阻挡层之间存在很少的或没有低阻隔材料的边缘轮廓(edgeprofile)。此处使用的术语“前基底”是其在电光显示器领域中以及前述的专利和公开的申 请中的常规含义，是指刚性或柔性的透光(且优选为透明的)材料。该前基底包括至少一 个电极层，最常见的是延伸穿过整个显示器的单个连续前电极。尽管可以在前基底和观察 面之间插入附加层，然而通常前基底的暴露的表面形成观看面，观察者通过该观看面观看 显示器。与背板相同，前基底应该提供足够的阻隔性能以防止湿气和其他污染物通过显示 器的取景侧进入。如果需要将一个或多个附加层添加到前基底以减少湿气或其他污染物的 进入，那么阻隔层应该尽可能地位于靠近电光层的位置，从而在前和后阻挡层之间存在很 少的或没有低阻隔材料的边缘轮廓(edge profile).A部分PFCA和延伸的接片工艺由于共有同样的目标，即减少或消除利用机械或溶剂清除电极层的需要，从而在 该层和背板之间形成电连接，并且当使用薄基底时降低断裂或损伤电极层(特别是易碎的 金属氧化物层，例如氧化铟锡层)的风险，将本发 明的这些方面联合在一起。图IA至ID为通过本发明第一 PFCA工艺形成的子组件和前平面层压的横截面示 意图。如图IA所示，该工艺开始先在第一释放板100上涂布(根据所用的电光媒质的具体 类型可以使用除涂布外的沉积技术)电光媒质的层102。在该工艺接下来的步骤中，将层 压粘附剂的层104涂布在第二释放板106上，并且将所得的子组件层压到位于第一释放板 100上的电光媒质层102上，以便将层压粘附层104固定到电光媒质层102上，以产生如图 IB所示的子组件。然后，如图IC所示穿过该子组件的切割孔隙108。最后，移除第二释放 板106，将电极层110层压到粘附层104，从而使电极层110延伸覆盖在孔隙108上，如图ID 中所示(实际上，电极层110通常由支撑板所支撑，但在图ID中为了简化省略支撑板)。从图ID中可以看出，所示的电极层110比粘附层104以及电光媒质层104大，这 样做是有意的，因为图ID所示的最终前平面层压旨在用于制造具有所谓的“未充满的”边 缘密封的显示器，如前述的WO 2003/104884中所述。为了制造出这种未充满的封闭，背板、 电极层以及前支撑层(当存在时)在两个维度上均制造得比中间的粘附层和电光媒质层 大，以便在将前平面层压层压到背板后，能够在背板和电极或前支撑之间注入密封材料并 固化，以便在粘附层和电光媒质层周围完整形成边缘密封。显而易见的是在图IA至ID所示基本的PFCA工艺中可能存在许多变化。例如，可 以使用多种技术来形成孔隙108，包括机械冲压、钻孔或激光切割。孔隙108可以扩展到电 光媒质层102以及粘附层104的周边，从而在这些层的边缘形成切口而非真正的孔隙。并不 是严格需要将粘附层104涂布到第二释放板上，根据所使用的特定的粘附剂和电光媒质， 可以将粘附层直接涂布在电光媒质层上。在关于在材料的连续网状物上进行操作以及关于在具有适当尺寸适用于各个显 示器(或者可能其尺寸适用于在单独的层压操作中所生产的一小部分显示器)的切片材料 上进行操作方面，图IA至ID所示出的工艺具有相当大的灵活性。图IA和IB所示的步骤 通常可以在材料的连续网状物上实施。孔隙108既可以在材料的连续网状物上形成也可以 在切片上形成。通常可以在材料的切片上实现“超尺寸的”电极层110的最终层压。如图IA至ID所示，可以了解该工艺并没有提供通常在电光媒质层102和与其关 联的释放板100之间存在的粘附层。在如图IA至ID所示的形式中，最终的前平面层压可以用在将层压粘附剂放置在背板上的工艺中，或用在不需要层压粘附剂的工艺中，因为例 如在电光媒质为封装的电泳媒质中，是将囊嵌入到本身可用作层压粘附剂的聚合物粘合剂 中，如在前述的某些伊英克(E ink)公司的专利和申请中所述。如果希望在电光媒质层的 与粘附层104相对的一侧上给图IA至图ID所示的工艺中所生产的FPL提供第二层压粘附 剂层，则可以容易地通过这样的工艺改进来实现，即从如图IB所示的子组件中移除释放层 100，并且将附着在(将在下面参考图2A至图2E所描述的)第三释放板上的第二层压粘附 剂层层压到电光媒质层102上。当然，在该改进的工艺中孔隙108可以延伸穿过两个粘附 层。图2A至图2E示出了本发明的第二种优选的PFCA工艺。如图2A和2B中所示，采 用第一释放板200、电光媒质层202、粘附层204和第二释放板206所实现的该工艺的前两 个步骤与图IA和图IB所示的对应步骤相同。然而，第二种优选的PFCA工艺的下一步包括 移除第一释放板200，以及在因此而暴露的电光媒质层202的表面上层压附着在第三释放 板214上的第二层压粘附层212，如图2C所示。该工艺剩下的工序就是形成穿过如图2C所 示的结构的全部五层的孔隙208，从而形成如图2D所示的带孔隙的结构。第二释放板206 的移除以及延伸覆盖孔隙208的电极层210的层压将会得到如图2E所示的完成的前平面 层压。应该注意到，在该第二种工艺中，第二层压粘附层212和电极层210均制造得比中间 的电光媒质层202和粘附层204大。虽然在图2E中并不明显，但这种尺寸上的差异在两个 维度上均存在，在最终层压过程中的这种配置是为了形成如图2E所示的前平面层压，使第 二层压粘附层212的周边同电极层粘接，从而形成围绕电光媒质层202的(图2A至图2E 中的层的厚度相对于其横向尺寸来说显然夸大 了很多)边缘密封。在图2A至2E所示的第二种PFCA工艺中，最初两步(用来产生如图2B所示的结 构)通常在材料的连续网状物上实现，而其余步骤在切割成适于各个显示器的材料切片上 实现。图3A至3E示出了本发明优选的延伸的调节片工艺。如图3A和3B中所示，采用 第一释放板300、电光媒质层302、粘附层304和第二释放板306所实现的该工艺的前两个 步骤与图IA和图IB所示的对应步骤相同。该工艺的下一步，即第二释放板306的移除和 电极层310的层压，也基本上与第一种PFCA工艺类似，只是不形成孔隙，并且如图3C至3E 中所示，电极层310在两个维度上均略微大于电光媒质层302，并且配有伸出的接片316，该 接片将最终用于将电极层310连接到背板。延伸的接片工艺的最后一步基本上类似于上述的第二种PFCA工艺。如图3D所示， 将第一释放板300移除并且将因此而暴露的电光媒质层302的表面层压到附着在第三释放 板314上的第二层压粘附层312。再次，最终的前平面层压的不同层的相对尺寸被设计成要 保证在最终层压的过程中，第二粘附层312与电极层310粘接，从而在电光媒质层302周围 形成边缘密封。如上所述，在本发明的PFCA工艺中，“孔隙”可以是真正的孔隙或者是从电光媒 质和粘附剂层的边缘的切口，而本发明的延伸的接片工艺不需要形成任何孔隙。在这些用 于提供电连接的方法中，每一个都有其优点和缺点。将孔隙置于电光媒质和粘附层的内部 (即采用带有真正的孔隙而不是切口的PFCA工艺)可以使设计紧凑，但却不能使电光媒质 的整个有效区域都用于显示器，因为必须要将连接区域隐藏。因为连接区域与边缘密封是隔开的，因此前电极处的应变(strain)小，而且也没有损坏显示器边缘的危险。采用带有 切口的PFCA工艺可以提高电光媒质的有效区域的使用，而同时保持连接处的应变小。然 而，这样会存在损坏切口处的边缘密封的危险。采用外部接片工艺可以使电光媒质的整个 有效区域得到利用，但是在背板上的确需要额外的空间去容纳这种外部接片。在外部接片 连接处上的应变在趋势上大于在PFCA工艺中的应变，但是损坏显示器的边缘密封的危险 却很小或者没有。在任何情况下，期望采用多种连接来最小化在这些连接处由于差的电连 接或应变而导致的显示器故障的概率。本发明的PFCA和延伸的接片显示器可以包括多个附加层用于增强对于电光媒质 的保护，使其免受材料尤其是存在于环境中的湿气的影响。如前述的WO 2003/104884, WO 2004/023195和WO 2005/041160,以及前述的PCT/US2006/62399中所讨论的，用于电光显 示器的前基底的一个优选的形式包括在聚对二苯甲酸乙二酯(PET)上的一薄层ΙΤ0，这样 涂布的膜是商品上易于获得的。在这种前基底中，ITO材料作为阻隔材料，但是实际上不可 避免的会受到小孔或裂缝的破坏，使得湿气或其他污染物能够通过小孔或裂缝渗透到电光 媒质。为了增强这种ΡΕΤ/ΙΤ0或者类似的前基底的密封性能，期望在该前基底上层压一个 额外的阻隔层，该额外的阻隔层由均聚物(例如霍尼韦尔公司(Honeywell Corporation) 下注册商标为“ACLAR”的聚氯三氟乙烯(polychlorotrifluoroethylene))或溅射的陶瓷 (例如凸版印刷公司(Toppan Printing Company)下商品名称为“Toppan GX膜”的AlOx) 形成。若期望是柔性显示器，该额外的阻隔层应该是薄的，理想地约为12 μ m,但是如果还可 以达到足够的柔软，厚度达5密尔(127 μ m)也是可以的。在需要利用粘附层将额外的阻隔 层粘附到前基底的情况下，该粘附层应该是透明、无色、薄、柔性的且具有低蠕变(当显示 器弯曲或卷起时)，并且在显示器操作范围内的任何温度下都是稳定的。某些交联的聚氨酯 和聚丙烯酸酯也可以用作该粘附剂。可选的，ΡΕΤ/ΙΤ0或类似的前基底的阻隔性能可以通过或者在与ITO层相对的前 基底的表面上或者在ITO层的下面涂布额外的金属氧化物层(例如氧化铝层)来改进。ITO 层和额外的金属氧化物层的结合提高了前基底的阻隔性能(例如通过减少水蒸气穿过ITO 层中不可避免的针孔或裂缝的转移)而不会导致基底不适当的变黄，例如在通过增加ITO 层厚度来提高阻隔性能的尝试中会发生不适当的变黄。作为单纯的金属氧化物层的替代， 可以采用更复杂的包含陶瓷材料的结构，例如可以采用位于美国加利福尼亚州圣何塞市 Vitex Systems 公司(Vitex Systems, Inc.，3047 Orchard Parkway, San Jose, CA95134) 的Barix (注册商标)的密封材料，而且阻隔层可以配置在前基底的远离ITO层的表面上或 是在ITO层下面。Vitex Systems公司目前销售带有Barix和ITO层的聚合物膜，其商品名 称为FlexGlaSS200，但聚合物膜是5密尔(127 μ m)的聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。前基底的阻隔性能和诸如柔韧性、成本和其它特性，也可以通过精心选择用在前基底中的聚合物和传导材料来控制。原则上可以采用几乎任何柔性、透光的聚合物；合适的 聚合物包括PET、PEN、聚碳酸酯、聚偏氯乙烯(以注册商标“SARAN”销售)、聚氯三氟乙烯 (以注册商标“ACLAR”和“CLARIS”销售)、三醋酸纤维素(由JSR公司以注册商标“ART0N” 销售)、聚醚砜(PES)以及两种或多种这些材料的层压。合适的透明导电材料包括ΙΤ0、有机 导电聚合物，例如Baytron P (注册商标)、碳纳米管和其它合适的导电的透光(T > 60% ) 的电阻率低于大约IO4欧姆/平方的导体。
在本发明的PFCA和扩展的显示器中，电光层可以为封装的电泳层、聚合物分散的电泳层或以上讨论过的任何其它类型的电光层。该显示器可以包括用于将电光材料粘附到 前基底和/或背板的一个或两个层压粘附层。可以通过任意一个层压粘附层观看该显示 器，并且可以采用直接涂布和层压，或采用前平面层压、倒置的前平面层压，或双释放膜来 组装该显示器，如本申请第一段中所提到的申请所描述的。虽然如以上所述，通常通过前基 板观看显示器，但在一些情况下，可以利用透光的背板从而提供双面的显示器，或者提供在 前述快门模式下的一种操作。该显示器可以采用在前述的PCT/US2006/62399或下面的描 述中所述的类型的边缘密封。从前述内容可以看出，本发明的PFCA和延伸的接片工艺减少或消除了很多之前 在电光显示器中提供与常规电极电连接遇到的问题，并且避免了将电光媒质从前电极层机 械清除的需要。B部分硬化的前平面层压及其工艺如已说明的，本发明的另一方面提供利用如前述的WO 2003/104884中所述的前 平面层压来形成电光显示器的工艺改进。根据本发明，通过在将前平面层压层压到背板形 成显示器之前，将硬化层固定在前平面层压和背板中的至少一个上，从而实现工艺的改进。 在层压之后，通常将硬化层移除。在提到硬化层可以在层压到背板之前固定在前平面层压 上，我们并不排除在硬化层已经配置好的情况下来制造FPL的可能性，而且实际上这样通 常是最方便的方法，因为由硬化层提供的硬化效果可能在制造FPL本身时是有用的，在其 层压到背板时也同样是有用的。例如，当期望从薄的、柔性的在PET上包括(比如说)ITO 的基底开始制备FPL时，按下面方式是有利的，即先将基底固定在硬化层上，然后通过涂布 电光媒质到基底、随后涂布粘附层、以及最后用释放板覆盖粘附剂来制备FPL。在该工艺中， 如果涂布工艺是在网状物上实现的(通常是这种情况)，由硬化层提供的基底的硬度的增 加可以带来张力和均勻性上的有益提高。然后，可以将所得的FPL以常用的方式层压到背 板上来形成电光显示器，并将硬化层从最终的显示器移除。图4是穿过本发明的硬化的前平面层压(总的表示为400)的横截面示意图。该 前平面层压400包括硬化层402、聚合物支撑层404、透光电导层406、电光媒质层408、层压 粘附层410和释放板414，其中在该释放板414朝向层压粘附层的表面上带有导电层412 ； 如前述的美国专利6，982，178和上面的简短描述所述，该导电层412用于在将FPL引入显 示器之前对电光媒质进行测试。在本发明的硬化的FPL中，电光媒质和粘附层可以是上述的W02003/104884、WO 2004/023195、WO 2005/041160、WO 2005/073777,PCT/US2006/60049 和 PCT/US2006/62399 中所描述的任意类型。例如，电光媒质可以是封装的电泳媒质、聚合物分散的电泳媒质、 旋转双色元件媒质、微单元电泳媒质或上述的任何其它类型的电泳媒质。FPL可以是如在 WO 2003/104884中所述的带有与释放板临近的层压粘附层的常规类型，或者是如在前述的 PCT/US2006/60049中所述的倒置的类型，其中电光媒质层和粘附层的顺序是倒置的，从而 使电光媒质层更接近释放板。该“FPL”还可以为双释放板的形式，该双释放板包括夹在两 个单独的粘附层中间的电光媒质的单独层。不管硬化层存在于前平面层压上还是存在于背板上，或存在于两者上，其都可以 由多种不同的材料制成。通常，硬化层为聚合物膜，并且可以由诸如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其它聚合物形成。硬化层可以通过可分离的粘附剂或静电贴纸固定在前平 面层压或背板上。如上所述，采用本发明的硬化的前平面层压的电光显示器的组装顺序通常为，移 除释放板并将FPL层压到背板(其可以采用附加的硬化层硬化，也可以不硬化)。如果要将 边缘密封材料散布在环绕显示器周边的位置并对其进行固化以形成边缘密封，这通常是在 该工艺的下一阶段进行。最后，将硬化层移除。硬化层也可以用在电光显示器组装过程中的其它阶段用于辅助薄层的加工。例 如，如果想要从单独的层(例如0. 5密尔(13μπι)的ΙΤ0/ΡΕΤ膜和0. 5密尔(13μπι)的AlOx/ PET膜)组装电光显示器的复合的前平面层压，可以将硬化层应用到其中的一层膜上，从而 在将两层层压到一起之前将粘接粘附剂能够涂布在该层膜上。该硬化层可以保留在原处用 于辅助下游的加工。如上面A部分所讨论的，采用根据本发明的硬化膜生产的电光显示器可以引入任 何已知类型的附加的密封层或边缘密封来使电光媒质同环境相隔离。C部分双粘附层显示器和前平面层压
如上所述，在现有技术的电光显示器和前平面层压中，层压粘附剂的选择带来了 为了避免在粘附层形成空隙而对于好的层压质量的需求和显示器的高温性能的需求之 间的折衷。为了提供好的层压质量，期望采用软的粘附剂(在70°C和10_4Hz条件下，G’ < IOOOPa)，但是由于这种粘附剂的粘结强度低，使得其不能为最终形成的电光显示器提供 好的高温性能，因此需要更硬的、更具有弹性的粘附剂来提高其高温性能。根据本发明，前述的折衷可以通过采用这样的双层粘附剂来避免，即临近背板的 非交联的粘附层以及临近电光媒质的交联的粘附层。前者是为了与背板的好的吻合，即软 粘附剂提供了与相对粗糙的背板良好粘接所需要的流动性；后者通过阻止电光层挥发性成 分的释气来防止空隙生成。交联的粘附剂还可以作为湿气的屏障来维持电光媒质中的湿气 等级不变；这很重要，因为很多类型的电光媒质的性能随着媒质中湿气的含量而变化。两个粘附层的相对厚度可以变化并且对于任何的粘附剂、交联剂和电光媒质的特 定结合，其最优厚度最好根据经验来决定。然而，根据一般性的教导人们发现，将两个粘附 层制成大体上相同的厚度通常得到好的结果。例如，每个粘附层的厚度可以大约为25 μ m。附图中的图5是穿过本发明的双粘附层电光显示器(总的表示为500)的横截面 示意图。显示器500包括前基底502、透光电极层504、电光层506、交联的粘附层508 (例如 其可以由与二缩水甘油基苯胺交联的聚氨酯粘附剂形成)、非交联的粘附层510 (其可以由 非交联的聚氨酯形成)以及带有像素电极(未示出)的背板512。容易看出，采用本发明的双粘附层前平面层压易于形成显示器500，除了 FPL 400 中的单个粘附层被图5中的双粘附层508、510代替以外，这种DALFPL与图4中所示的FPL 400类似。为了示出本发明的优点，制备了实验性的单像素显示器。该显示器的背板包括了 置于绝缘背板上的单个金电极，其中该绝缘背板比金电极大，以便整个围绕金电极留出暴 露在外的绝缘背板的周边部分，除此以外基本上如图5所示的显示器相同。提供一个覆盖 前基底的暴露的表面的保护性板，并且该板的周边部分向外延伸超过前基底的边缘。在背 板和保护性板的周边部分之间注入密封材料，用来形成边缘密封，从而形成一个基本上与前述的W02003/104884的图20所示的显示器类似的密封的显示器。用在显示器中的电光媒质是封装的电泳媒质，其包括在烃类流体中聚合物涂布的 二氧化钛的内部相和聚合物涂布的炭黑的内部相，其封装在明胶/阿拉伯胶(acacia)的囊 中并且大体上如在前述的WO 02/079869的从20页第17行到22页第17行所述的方式制 备。所使用的双层粘附层包括25 μ m的交联和非交联的定制的聚氨酯粘附剂；采用50 μ m 的单层相同非交联的粘附剂可制造出控制显示器。测试和控制显示器都保存在75°C和干燥环境下，并且间隔一段时间对其切换能力 进行测试。本发明的双粘附层显示器在75°C下664小时后显示没有空隙生成，而采用单粘 附层的控制显示器不到24小时就已产生空隙。本发明的显示器在60°C和80%的相对湿度 条件下在348小时的时候，以及在40°C和90%的相对湿度条件下在348小时的时候都没有 发现空隙，而在前述每种情况下，控制显示器在经过比其短很多的保存时间后都出现空隙。如在上述的A部分所述，本发明的双粘附层电光显示器可以引入任何已知类型的 附加的密封层或边缘密封来将电光媒质同周围环境隔离。D部分形成没有前平面层压的电光显示器组装带有完整的阻隔层和/或边缘密封的合成电光显示器是一个复杂的过程。有 可能传送给制造商一个带有最终显示器所需要的所有层的前平面层压，但是形成该前平面 层压需要在多个层压步骤中将各个层对齐。根据所允许的对齐公差，不可能采用基于网状 物或者基于板的工艺来形成FPL。通常，还是需要由制造商单独对于每个显示器形成边缘密 封。由于制造或存量的原因，期望尽量避免在将其送至最终显示器的制造商之前组装整个 FPL结构。因此，基于对层压的位置精确性的要求，逐层的形成电光显示器与提供整个的FPL 相比是有利的。这种逐层的方法还具有制造方面的优点，在该方法中可以对每层单独地进 行涂布、变换或检查，这是对每层实现成本效益所需要的。该方法可以根据各个制造商所需 而定制切割的层，因此在将不同层传送给显示器的不同制造商时具有灵活性，从而不需要 为每个制造商制造完全组装的FPL。在前述的W02005/041160中描述了多种用于逐层组装电光显示器的技术，这些技 术将不在这里重复。作为代替，虽然可以认为任何同边缘密封和前基底的要求所兼容的结 构都可以采用，但是这里将通过实例的方式集中讨论如附图中的图6E所示的用于制备电 光显示器(总的表示为600)的工艺。电光显示器600(其等同于前述的PCT/US2006/62399 中的图9所示的显示器)包括前基底602，该前基底602具有阻隔性能并且在其下部的表面 上(如图6E所示)带有薄的、透明的电导层(在图6E中未单独示出)。该显示器600还 包括上部的层压粘附层604、电光层606、下部的层压粘附层608和背板610，该背板610具 有与前基底602类似的阻隔性能。前基底602和背板610在两个维度上都制造得比中间层 604,606和608大，从而使前基底602和背板610的周边部分602P和610P分别向外延伸超 过这些中间层的边缘。边缘密封612在周边部分602P和610P之间延伸，因此围绕电光层 606形成完全的密封。图6A至图6D示出了电光显示器500的制造过程中连续的多个阶段。用于形成电光显示器的一个优选的工艺以夹在第一和第二释放板中间的下部的层压粘附层608的网 状物开始；该网状物显然可以通过在一个释放板上涂布粘附层并利用另一个释放板覆盖该涂布的层来制备。从网状物上切下一块，其尺寸为提供图6E中所示的下部的层压粘附层 608所需的尺寸，将第一释放板移除，然后将粘附层608和第二释放板614层压到背板610 上从而形成图6A中所示的结构。在工艺的下一步中，电光层606的网状物在第三和第四释放板中间形成；该网状 物显然可以通过在一个释放板上涂布电光层并在该涂布的层上覆盖另一块释放板来制备。 从网状物上切下一块，其尺寸为提供图6E中所示的电光层606所需的尺寸，并将第三释放 板移除。将第二释放板614也从图6A所示的结构中移除。然后将该电光层/第四释放板 层压到下部的粘附层上从而形成如图6B中所示的结构，其中电光层606由第四释放板616 所覆盖。该工艺的第三个阶段与第一阶段非常地类似。制备夹在第五和第六释放板之间的 上部层压粘附层604的网状物，并且从该网状物上切下一块，其尺寸为提供如图6E中所示 的上部粘附层604所需的尺寸。将第五释放板移除，将第四释放板从图6B所示的结构中移 除，并将上部粘附层604层压到电光层606上从而形成如图6C中所示的结构，其中该粘附 层604由第六释放板618所覆盖。在该工艺的下一步中，将前基底602的网状物固定到硬化层620的网状物上，对所 得的复合的网状物进行切割来形成具有如图6E中所示前基底602所需尺寸的块，将第六释 放板618从图6C所示结构中移除，并将前基底602 层压到粘附层604上以形成如图6D所 示的结构。这里，需要用于形成边缘密封612的材料可以散布在周边部分602P和610P之 间，并且进行固化以形成如图6E中所示的边缘密封612。然后，可以将硬化层620移除以形 成最终的电光显示器600。显然，可以对以上工艺进行多种不同的变化。例如，在上述工艺中，将每层单独地 添加到形成在背板610上的层的堆叠上。并且，有可能分别组装一组具有相同尺寸的层，然 后在一次单独的层压操作中将这一组层添加到堆叠上。例如，在如图6A至6E所示的工艺 中，下部粘附层608、电光层606和上部粘附层604都可以通过上述的网状物的形式制备，当 从每个网状物上移除一个释放板后，将分离的网状物层压到一起，并且只有当三层都层压 到一起之后再将其切成一定尺寸的块。应该理解，在上述的工艺中，最终显示器的一个单独层是通过夹在两个释放板之 间的网状物形式制备的，这两个释放板稍后在不同的时间从中心层上移除，因此这就需要 两个释放板具有不对称的特征，即对于中心层具有不同的粘附程度，从而可以在不干扰另 一个释放板的情况下将其中一个释放板移除。如在前述的WO 2004/023195的例子中所描 述的，提供这种具有不对称特性的释放板完全在本领域的普通技术人员的能力之中。本发明的显示器可以引入任何已知类型的边缘密封，包括在前述的PCT/ US2006/62399中所描述的任何类型的边缘密封。本发明的显示器还可以弓I入任何已知类型 的附加密封层来将电光媒质同环境相隔离，如在前面的A部分所讨论的。上述的工艺可以采用具有紧密容限(tight tolerance)的层压来制造电光显示 器，很多有源矩阵的应用也有这样的需要。在某些情况下，该工艺还可以便于边缘密封的形 成。在本发明所有方面的显示器中，电极的配置可以采用如前述的E Ink和MIT专利 和申请中所述的任何类型。例如显示器可以是直接驱动的类型，其中的背板配以多个电极，而每个电极配有一个单独的连接器，控制器通过连接器来控制施加到特定电极上的电压。 尽管还可能是其他前电极的配置，但在该直接驱动显示器中，通常利用单个的连续的前电 极覆盖整个显示器。根据所采用的电光材料的类型，还可能采用无源矩阵驱动设置，(一般 地)在该设置中，背板带有多个细长的平行电极(“列电极”)，而在电光材料的另一侧配置 有多个细长的平行电极(“行电极”)，其在与列电极成直角的方向延伸，一个特定行电极和 一个特定列电极的重叠部分定义了显示器的一个像素。本显示器还可以为有源矩阵类型， 该类型通常带有覆盖整个显示器的单个的连续的前电极和位于背板上的像素电极的矩阵， 每个像素电极定义出显示器的一个像素并且具有一个与其相关联的晶体管或其它非线性 元件，以常规方式扫描该有源矩阵显示器并通过逐行的形式来写显示器。 最终，本显示器还 可以为触针驱动类型，(通常)其在背板上带有单个的电极并且没有永久性前电极，通过在 显示器前表面上移动触针实现显示器的写。
权利要求
一种用来生产用于电光显示器的前平面层压的工艺，所述工艺包括；形成包括层压粘附层(304)和电光媒质层(302)的子组件；以及之后将透光电极层(310)固定在所述子组件的层压粘附层(304)暴露的表面上，所述电极层(310)具有延伸出层压粘附层以及电光媒质层(304，302)的周边的接片部分(316)。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述电极层(310)在两个维度上都比所述电光媒 质层(302)大。
3.根据权利要求1所述的工艺，其中所述子组件还包括至少一个释放板(300，306)，所 述释放板覆盖所述层压粘附层(304)和电光媒质层(302)的至少一个暴露的表面。
4.根据权利要求1所述的工艺，其中所述透光电极层由支撑层所承载。
5.根据权利要求1所述的工艺，其中所述子组件包括布置在所述电光媒质层(302)相 对两侧上的第一和第二层压粘附剂层(304，312)。
6.根据权利要求1所述的工艺，其中在将所述透光电极层固定到所述层压粘附层上之 后，将所述子组件层压到包括至少一个电极的背板上，其中所述接片部分与配置在所述背 板上的接点相接触。
7.一种用于形成柔性电光显示器的工艺，所述工艺包括； 提供包括至少一个电极的背板；提供前平面层压(400)，所述前平面层压(400)包括透光电导层(406)、固态电光媒质 的层(408)、粘附层(410)和释放板(412，414)；将所述释放板(412，414)从所述前平面层压(400)移除；以及 将所述前平面层压(400)层压到所述背板以形成电光显示器， 所述工艺的特征在于，在所述层压之前，将硬化层(402)固定在所述前平面层压(400)和 所述背板中的至少一个上，所述硬化层(402)用于增加所述前平面层压和/或背板的硬度。
8.一种硬化的前平面层压(400)，顺序地包括硬化层(402)，透光电导层(406)；与所 述电导层(406)电接触的固态电光媒质层(408)；粘附层(410)和释放板(412，414)，所述 硬化层(402)可以从所述电导层(406)移除。
9.一种电光显示器，包括具有至少一个电极的背板；同所述背板相接触的第一层非 交联的粘附剂；第二层交联的粘附剂，其与所述背板相对，在所述第一层的另一侧上；以及 电光媒质层，其与所述第一层相对，在所述第二层的另一侧上。
10.一种包括根据权利要求9所述的显示器的电子书阅读器、便携式计算机、平板电 脑、移动电话、智能卡、标牌、手表、货架标签或闪盘。
11.一种前平面层压(500)，顺序地包括透光电导层(504)、电光媒质层(506)、交联粘 附剂的层(508)、非交联粘附剂的层(510)以及释放板(512)。
12.—种双释放膜，包括固态电光媒质的层，其在相对的侧面上具有第一和第二表面； 第一粘附剂层，其在所述固态电光媒质层的所述第一表面上； 第二粘附剂层，其在所述固态电光媒质层的所述第二表面上；以及 释放板，其与固态电光媒质层相对，布置在第一粘附层的另一侧上， 其中，所述第一和第二粘附层的其中之一包括与所述固态电光媒质层的表面临近的交 联粘附剂的第一子层，以及非交联粘附剂的第二子层。
全文摘要
一种前平面层压(参见国际申请公开No.WO2003/104884)是通过下面方法生产的形成包括层压粘附层和电光层的子组件，形成穿过该子组件的孔隙，以及将透光电极层固定在该子组件上从而使电极层延伸覆盖上述孔隙。可选地，省略孔隙的形成并且电极层具有延伸出层压粘附剂和电光层的边缘的接片。当将前平面层压固定到背板上来形成电光显示器时，可以将硬化层粘附到任一部分用于增加其硬度，并在层压之后将该硬化层移除。电光显示器或前平面层压可以采用包括分离的交联的粘附层以及非交联的粘附层。
文档编号G02F1/167GK101819367SQ20101012294
公开日2010年9月1日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月8日
发明者G·M·丹纳, H·多西, S·F·帕特里, S·J·奥尼尔 申请人:伊英克公司