CN101311809B - 形成电子纸显示器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了形成电子纸显示器的方法,即形成多色电泳显示器的方法。该方法包括提供微胶囊,其中该微胶囊具有静电荷,和其中该微胶囊包括透明的壳和壳内的显示介质,其中该显示介质由(a)基本透明的流体中的至少两组不同颜色的颗粒,或(b)不同颜色的流体中的至少一组有色颗粒组成。该方法包括将微胶囊转移到基材,其中微胶囊的静电荷将微胶囊吸引到基材上,其中微胶囊的显示层在基材上形成。该方法包括邻近基材设置导电基材,其中基材位于显示层和导电基材之间。使用中,导电基材向显示层施加电场,并且其中显示层中的每个微胶囊内的颗粒组由于电场在微胶囊内是可移动的。
Description
技术领域
描述用具有包封的可再成像介质的微胶囊形成电子纸显示器的方法。微胶囊可以通过单组分显影、双组分显影、冲击标记(ballistic marking)、液体静电印刷术、离子带电显影等,在基材上施加或显影。在基材上施加或显影之前,该微胶囊可以与或者可以不与任选的载体颗粒混合。该微胶囊可以在基材上形成微胶囊的显示层,以产生电泳显示器或显示设备。在显示设备中,可以通过导电基材和/或电极向微胶囊施加电场,以显示在微囊剂内包封的可再成像介质的一组第一种有色颗粒或一组第二种有色颗粒。以这种方式,包封的可再成像介质可以用于用电子纸显示器形成图像。背景技术
US 7,123,238举例说明了一种包括设置在两个导电薄膜基材之间的间隔层的电泳显示设备。
电子纸显示器可以通过将随机分散的透明塑料小颗粒的薄层连接到片材表面形成。该颗粒具有两个半球,所述两个半球具有两种对比色,例如黑色和白色、红色和白色等。使该半球带电以显示电偶极子。例如,第一个半球上的红色可以结合负电荷,第二个半球上的白色可以结合正电荷。颗粒的半球容纳在充油空腔内,并根据吸引或排斥带电半球的电荷在充油空腔内旋转。因此,可能需要容纳颗粒的片材和/或充油空腔是刚性的和硬质的,以防止由于例如碾压、压平等而发生空腔刺穿或者颗粒的空腔或半球破坏。
电压通过与片材连接的一个或多个电极板施加到片材表面。由电极板施加的电压提供电场,该电场可以根据与半球结合的电荷,吸引一个或多个颗粒的半球之一。结果,一个或多个颗粒由于颗粒半球之一、与颗粒半球结合的电荷,以及由电极板形成的电场之间的吸引力而旋转。结果,颗粒半球可以旋转,在电子纸上的观察方向显示半球之一。通过旋转一个或多个颗粒,显示每个颗粒的半球之一,该半球可以在电子纸上形成或显示图像。结果,由电极板向片材表面施加的电场产生从电子纸的观察方向可见的图像。
但是,将具有充油空腔的颗粒薄层连接到片材表面形成电子纸通常费时并且昂贵。另外,由一个或多个颗粒在电子纸表面上形成的图像的分辨率倾向于较低,因为与例如LCD的传统显示器的分辨率相比,片材表面上形成的颗粒薄层的每平方英寸像素数通常极少。此外,通过增加片材表面上每平方英寸颗粒数目来增加每平方英寸像素是困难的,因为在对应于特定像素或子像素的特定位置定位充油空腔存在难度。另外,对于通过颗粒形成电子纸,将增加数目的充油空腔密封到片材表面以增加每平方英寸像素并不方便。对于某些显示目的,例如屏幕等,颗粒旋转显示不同半球往往倾向于过慢。结果,用具有充油空腔的颗粒形成电子纸的制造困难的可能性增加,并且往往使电子纸的生产成本升高。
因此,对于以更高效和可靠的方式,用具有包封的可再成像介质的微胶囊形成电子纸显示器的系统和方法存在需求。此外,对于在有或没有载体颗粒的情况下,通过在基材上印刷或显影微胶囊以形成显示设备而形成电子纸显示器的系统和方法存在需求。另外,对于可以将其上印刷有微胶囊的基材邻近于一个或多个导电基材设置而形成电子纸显示器的系统和方法存在需求,所述导电基材用于向微胶囊施加电场。发明内容
在此描述一种用具有包封的可再成像介质的微胶囊形成电子纸显示器的方法。
每个微胶囊可以具有包封的可再成像介质,例如悬浮在介质中的两种不同颜色的颗粒,并且可以在形成电子纸显示器时施加到基材上。微胶囊可以被干燥以形成用于施加到基材的微胶囊干粉。分别可以或可以不通过双组分显影(具有载体)或单组分显影(没有载体),将任选的载体颗粒加入到用于在基材上显影干粉的干粉中。或者,微胶囊可以包括在气溶胶和/或液体中,用于例如通过冲击气溶胶标记,将微胶囊施加到基材上。在另一个替代方案中,微胶囊可以悬浮在液体载体中,通过液体静电印刷术在基材上显影微胶囊。在又一个替代方案中,微胶囊可以在气载物流中产生,通过离子带电显影,而在基材上离子带电并且显影。
在基材上施加或显影微胶囊之后,微胶囊可以在基材上形成微胶囊的显示层。分辨率,也即施加到基材上的微胶囊的密度,可以基于载体颗粒和/或微胶囊的尺寸。可以向微胶囊施加保护层,为微胶囊提供机械保护。具有微胶囊的基材可以设置在用于向包封的可再成像介质施加电场以显示一个或多个图像的导电基材之间。
因此,在此公开如下实施方案。
方案1.一种用于形成多色电泳显示器的方法,该方法包括:提供微胶囊,其中该微胶囊具有静电荷,并且其中该微胶囊包括:透明的壳;和壳内的显示介质,其中该显示介质由(a)基本透明的流体中的至少两组不同颜色的颗粒,或(b)不同颜色流体中的至少一组有色颗粒组成;将微胶囊转移到基材,其中微胶囊的静电荷将微胶囊吸引到基材上,其中微胶囊的显示层在基材上形成;和邻近基材设置导电基材,其中基材位于显示层和导电基材之间,其中导电基材向显示层施加电场,并且其中显示层中每个微胶囊的颗粒组由于电场在微胶囊内是可移动的。
方案2.根据方案1的方法,其中所述提供包括混合载体颗粒和微胶囊以形成显影剂,微胶囊从所述显影剂转移。
方案3.根据方案1的方法,其中提供微胶囊包括用离子使微胶囊带电。
方案4.根据方案1的方法,其中至少一个微胶囊具有表面电荷控制剂或助流剂。
方案5.根据方案1的方法,进一步包括:转移到基材之后软化显示层的微胶囊,其中微胶囊之间或微胶囊与基材之间的空隙被减少。
方案6.根据方案1的方法,其中转移微胶囊包括通过冲击气溶胶标记将微胶囊施加到基材。
方案7.根据方案1的方法,进一步包括:转移到基材之后向显示层的微胶囊施加压力,其中微胶囊之间或微胶囊与基材之间的空隙被减少。
方案8.根据方案1的方法,其中提供微胶囊包括在将带电颗粒转移到基材之前,使带电颗粒悬浮在介电流体中,并且其中转移微胶囊包括使流体与基材接触。
方案9.根据方案1的方法,其中邻近于基材设置的感光体接收微胶囊并使微胶囊移动到基材。
方案10.根据方案1的方法,其中提供微胶囊包括在将微胶囊转移到基材之前,使微胶囊与带电辊设备接触。
方案11.根据方案1的方法,其中微胶囊被转移到基材,使得显示层的每个微胶囊限定显示器的像素的子像素。
方案12.根据方案11的方法,其中每个像素包括至少三个不同的两种颗粒组微胶囊,包括红色/白色、蓝色/白色和绿色/白色微胶囊组合,或者红色/绿色、蓝色/绿色和红色/蓝色微胶囊组合。
方案13.根据方案1的方法,其中显示介质的流体为介电液体。
方案14.根据方案13的方法,其中微胶囊内的颗粒密度比微胶囊的显示介质的密度大或小不超过20%。
方案15.一种用于形成多色电泳显示器的方法,该方法包括:提供微胶囊,其中该微胶囊包括:透明的壳;和壳内的显示介质,其中该显示介质由(a)基本透明的流体中的至少两组不同颜色的颗粒,或(b)不同颜色流体中的至少一组有色颗粒组成;将微胶囊转移到基材,其中基材上的微胶囊限定基材上的微胶囊的显示层;和邻近基材设置导电基材,其中基材位于显示层和导电基材之间,其中导电基材向显示层施加电场,其中显示层中每个微胶囊的颗粒组由于电场在微胶囊内是可移动的。
方案16.根据方案15的方法,其中转移微胶囊包括将微胶囊转移到感光体,然后将微胶囊从感光体转移到基材。
方案17.根据方案15的方法,进一步包括:干燥该微胶囊以形成对于基材可移动的微胶囊干粉。
方案18.根据方案15的方法,其中转移微胶囊包括通过静电复印法、液体静电印刷术、冲击气溶胶标记或离子带电显影,将微胶囊移动到基材上。
方案19.根据方案15的方法,进一步包括:在显示层上形成保护层,其中显示层位于保护层和基材之间。
方案20.根据方案15的方法,进一步包括:使微胶囊带静电以形成对于基材可移动的带电颗粒。
方案21.根据方案15的方法,进一步包括:混合载体颗粒和微胶囊以形成对于基材可移动的显影剂。
方案22.一种用于形成多色电泳显示器的方法,该方法包括:使微胶囊带静电以形成带电颗粒,其中每个微胶囊包括:透明的壳,其中壳表面包含电荷控制剂或助流剂;壳内的显示介质,其中该显示介质由(a)基本透明的流体中的至少两组不同颜色的颗粒,或(b)不同颜色流体中的至少一组有色颗粒组成;转移微胶囊的带电颗粒到基材,其中基材上的微胶囊限定基材上的微胶囊的显示层;和邻近基材设置导电基材,其中基材位于显示层和导电基材之间,其中导电基材向显示层施加电场,并且其中显示层中每个微胶囊的颗粒组由于电场在微胶囊内是可移动的。
方案23.根据方案22的方法,进一步包括:向微胶囊中添加载体颗粒以形成对于基材可移动的显影剂,其中静电荷与载体颗粒结合。
方案24.根据方案22的方法,进一步包括:为显示层形成保护层,其中显示层位于保护层和基材之间。
方案25.根据方案22的方法,其中显示层的每个微胶囊限定图像的像素的子像素,其中每个像素的子像素显示白色或彩色。
方案26.根据方案22的方法,进一步包括:转移到基材之后软化显示层的微胶囊,其中微胶囊之间或微胶囊与基材之间的空隙被减少。
方案27.根据方案22的方法,其中转移带电颗粒包括通过静电复印法、液体静电印刷术、离子带电显影或冲击气溶胶标记,将带电颗粒移动到基材上。
方案28.一种图像显影设备,其根据方案20的方法显影图像。
在此所述的各种实施方案的优点是提供一种形成电子纸显示器的方法,该电子纸显示器可以通过冲击气溶胶标记、液体静电印刷术、离子带电显影或静电复印法,例如单组分显影、双组分显影等应用在显示介质中悬浮有两种不同颜色的颗粒的微胶囊。各种实施方案的另一个优点是提供一种用于形成电子纸显示器的方法,该电子纸显示器可以将具有包封的可再成像介质的微胶囊分配在基材上,以形成高分辨率彩色显示器。另外,各种实施方案的另一个优点是提供一种用于形成电子纸显示器的方法,相比常规显示器,例如液晶显示器等,该电子纸显示器可以以更低的成本制造。附图说明
图1为在本公开内容的一个实施方案中,具有处于第一种状态的悬浮颗粒组的微胶囊的剖视图。
图2为在本公开内容的一个实施方案中,具有处于第二种状态的悬浮颗粒组的微胶囊的剖视图。
图3-6为在本公开内容的一个实施方案中用于形成电泳显示器的各步骤。
图7和8为在本公开内容的一个实施方案中,在基材上具有微胶囊的布局的顶部平面图。
图9为在本公开内容的一个实施方案中,用于形成电泳显示器的方法的流程图。具体实施方式
通常,在各种示例性实施方案中,提供一种用在显示介质中悬浮有包封的可再成像介质的微胶囊形成电子纸显示器的方法。包封的可再成像介质可以包括至少两种悬浮在显示介质中的不同颜色的颗粒组,该不同颜色的颗粒由于电场在显示介质内是可移动的。微胶囊可以通过冲击气溶胶标记、单组分显影或离子带电显影在基材上施加或显影。在实施方案中,微胶囊的干粉可以在分别通过双组分显影或液体静电印刷术施加到基材之前,与任选的载体颗粒或载体液体混合。
微胶囊在基材上施加或显影之后,微胶囊可以在基材上形成显示层。微胶囊的显示层的分辨率,也即分配到基材上的微胶囊的密度,可以基于或与施加到基材的微胶囊的尺寸和/或载体颗粒的尺寸相关。可以向显示层施加涂层,以保护微胶囊和基材免受机械力破坏。基材和微胶囊可以设置在导电基材之间以形成电泳显示器或显示设备。导电基材可以用来向微胶囊的包封的可再成像介质施加电场,以控制颗粒移动,以便观察者在一些位置和/或像素处看到特定的颜色,由此用微胶囊的包封的可再成像介质显示图像。
彩色显示器是指能够显示至少两种不同颜色的任何显示器。
在实施方案中,微胶囊包封可再成像介质(电泳显示介质),该可再成像介质由至少一种流体和至少一组,例如至少两组分散在流体中的有色颗粒构成。
包封的可再成像介质包括一组或多组分散在显示介质或流体系统中的有色颗粒。显示介质或流体可以为清澈的/透明的,或者其可以显示可见颜色,例如根据由分散在其中的颗粒组显示的颜色的不同对比色。有色流体通常用于采用单一有色颗粒组的显示器中,该有色颗粒具有属于对比色的流体颜色。
在实施方案中,微胶囊的流体和其中的颗粒组可以具有基本匹配的密度,例如其中这些材料的密度在彼此的约25%内。包封的可再成像介质的有色颗粒和/或电泳颗粒的密度基本可与悬浮流体的密度匹配。例如,如果各密度的差值为约零到约2g/ml,那么悬浮流体可以具有与有色颗粒和/或其中分散的电泳颗粒的密度“基本匹配”的密度。
流体可以构成包封的可再成像介质的约10wt%到约95wt%。
流体可以由用于电泳显示器的领域中已知的任何适合流体组成。流体是指液态材料,并非气体或空气。当然,空气或任何其它气体也可以存在于显示设备的微胶囊中,但是微胶囊的流体是指液态流体。流体的选择可以基于化学惰性、与其中要悬浮的颗粒匹配的密度和/或与颗粒的化学相容性。在实施方案中,悬浮流体可以具有低介电常数(例如约4或更小)。流体的粘度在操作温度下可能较低,以便允许颗粒例如在电场影响下,在其中移动。在实施方案中,流体在约室温(约23℃到约27℃)下可以具有约0.25厘沲到约10厘沲的动态粘度。流体可以是介电的并且基本上不含离子。流体也可以对其中的有色颗粒具有最小的溶剂作用,并且比重基本上等于有色颗粒,例如在彼此的约20%内。另外,可以选择流体对于某些聚合物是不良溶剂,这样有利于用于制造颗粒,因为其扩大了可用于制造颗粒的聚合物材料的范围。
在实施方案中,可以使用有机溶剂,例如卤代有机溶剂,饱和线性或支化烃类,硅油,以及一些适合的流体类型的低分子量含卤素聚合物。
在实施方案中,例如当非交联的乳液聚集颗粒用作包封的可再成像介质的有色颗粒时,和/或当通过用在脂肪族烃存在下可能从颗粒表面解吸的表面涂层处理给予有色颗粒电荷时,脂肪族烃可能引起性能退化。因此,可能理想的是使用非膨胀性流体,例如硅酮流体作为包封的可再成像介质的流体。
如果着色,流体可以由本领域中的任何合适的方法着色。
在实施方案中,流体基本上不含可能影响包封的可再成像介质和/或其中分散的颗粒的带电性能的电荷控制添加剂和其它离子种类。但是,在其它实施方案中,流体可以包含添加剂,例如表面改性剂,以改性颗粒的表面能或电荷,以及例如电荷控制剂、分散剂和/或表面活性剂。
在实施方案中,包封的可再成像介质包括至少一组显示基本相同颜色的颗粒。包封的可再成像介质可以由一组有色颗粒组成,该有色颗粒包括至少两组,例如两组到十组分散在流体中的不同颜色的颗粒。彩色是指电磁谱波长范围内的全部吸收特性。基本相同的颜色在此表示组中的颗粒显示与其它颗粒基本相同的色调和对比度(暗度/亮度)。包封的可再成像介质中不同颗粒组的有色颗粒显示彼此不同的颜色。例如,如果第一组颗粒显示黄色,那么第二个不同颜色的颗粒组将显示不同的黄色色度(色调和/或对比度)或者完全不同的颜色。
在实施方案中,理想的是具有若干不同的两种颗粒微胶囊构成相当于显示器一个像素的一部分显示器。像素中的每个微胶囊可以包括一组白色颗粒和一组非白色颗粒,或者两种不同的非白色颜色的不同颜色。
第一组颗粒内的每个颗粒可以显示、可以呈现或可以提供第一种颜色。此外,第二组颗粒内的每个颗粒可以显示、可以呈现或可以提供不同于第一种颜色的第二种颜色。在实施方案中,第一组颗粒可以为青色、黄色、品红色和黑色之一。另外,第二组颗粒可以为与第一组颗粒不同的青色、黄色、品红色和黑色之一。
在实施方案中,第三组颗粒和/或第四组颗粒可以任选包括壳内或悬浮在微胶囊显示介质中的第一组颗粒和第二组颗粒。在实施方案中,第三组颗粒和/或第四组颗粒可以为有色颗粒或电泳颗粒。应理解微胶囊壳内颗粒组的数目可以为许多颗粒组,正如本领域技术人员已知的。
微胶囊中的每组相同颜色的颗粒可以构成微胶囊的约5wt%到约50wt%。
在实施方案中,描述了一种低导电率电泳包封的可再成像介质,例如具有约10-11到约10-15S/m数量级的导电率。包封的可再成像介质的导电率因此与介电流体的导电率类似。包封的可再成像介质的颗粒可以通过向其施加高电场而变为带电,其中颗粒带电取决于电场强度和充电时间(或充电周期数目)。带电之后,颗粒可以具有微库仑(μC)每克数量级(也即10-6C/g数量级)的电荷(荷质比),例如约±0.1到约±20μC/g。
本文实施方案的微胶囊因此可以形成为基本不含影响包封的可再成像介质的带电性能和/或导电率的电荷控制添加剂和类似的过量离子种类。基本不含离子在此表示包封的可再成像介质在可以获得上述导电率值的程度上不含离子种类。结果,包封的可再成像介质在此能够显示上述低导电率性能。
作为在微胶囊中所需的不含电荷控制添加剂的结果,需要使包封的可再成像介质的颗粒组的颗粒包括由其它方法显示低带电性能的能力。这一点可以通过在表面活性剂和/或水存在下形成颗粒完成,其中少量的这些材料可以在形成期间结合进颗粒中。可以赋予颗粒电荷的其它组分包括聚合引发剂、链转移剂或者可以在颗粒表面上暴露或部分暴露的聚合物主链中的酸性/碱性官能团。这些材料可以在颗粒中起电荷物质的作用,在时间零点赋予几乎可忽略的电荷,但是例如通过施加高电场能够使颗粒带电为上述低电荷值,如将在以下更充分地描述的。这些材料为颗粒的一部分,并且基本不会变得在包封的可再成像介质中离解,由此能够使包封的可再成像介质保持低导电率。另外,不同于包封的可再成像介质中需要存在离子种类的现有系统,其中例如由于在介质中产生错误的痕迹颗粒和/或损失足够的离子种类,所述离子种类的存在使显示器性能随时间退化,本文的颗粒并不产生离子种类并且不需要存在离子种类用于带电,并且因此不受这种退化风险的影响。
作为包封的可再成像介质的颗粒,可以使用由任何适合的方法制造的任何颗粒,只要该颗粒能够显示上述低电荷性能。因此,可以使用由物理研磨法和化学增长法制备的颗粒,所述两种方法都是调色剂技术中公知的。该颗粒可以制成具有例如约5nm到约100μm的平均尺寸。该颗粒的尺寸小于其中将包含显示介质的微胶囊壳的尺寸,以便颗粒在壳内自由移动。
颗粒可以为纯净颜料、染色(上色)的颜料、颜料/聚合物复合材料、染色或着色的聚集的聚合物颗粒等。作为颗粒的色料,可以使用染料、颜料、染料的混合物、颜料的混合物或者染料与颜料的混合物。颗粒和/或颗粒的色料也可以包括上色或染色的颜料,其中染料沉淀在颗粒上,或者颗粒用染料,例如即溶性阴离子染料的金属盐,进行染色。
上述颗粒的典型制造工艺得自液体调色剂和其它技术领域,并且包括球磨、研磨、喷射研磨等。着色的聚合物颗粒可以通过在聚合物中混合颜料制备。然后将该复合材料(湿润或干燥)研磨至所需尺寸。然后可以任选将其加入到载体液体中,并在高剪切下碾磨若干小时至最终粒度和/或粒度分布。
可以用于形成颗粒的化学方法包括例如乳液聚集、分散聚合、微细或微乳液聚合法、悬浮聚合、沉淀、相分离、溶剂蒸发、原位聚合或任何微胶囊化方法。
可以用于着色的颗粒的聚合物包括例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物和三聚物等。
在实施方案中,用于包封的可再成像介质的颗粒为乳液聚集颗粒,例如包括聚酯树脂基乳液聚集颗粒和苯乙烯-丙烯酸酯或丙烯酸酯树脂基乳液聚集颗粒。这种颗粒以化学方法产生,并且倾向于在尺寸方面是基本单分散的以及在形状方面是基本球形的。乳液聚集颗粒的另一个优点是颗粒表面基本由基料树脂完全钝化,这样可以排除例如颜料的色料对颗粒电荷的影响。
作为用于制备上述乳液聚集颗粒的表面活性剂,实例包括阴离子、阳离子、非离子表面活性剂等。
颗粒制备通常在上述水性(水)环境中进行,并且电泳包封的可再成像介质为无水环境(油类)。当制备颗粒时,对其进行最终水洗以去除过量的表面活性剂。痕量剩余的表面活性剂可以残留在颗粒表面上,或者被截留在颗粒内,并且有助于颗粒的低导电率。但是,实际进入油类中的表面活性剂的量极低,因为其优选是在水中。结果,流体介质具有所需的低导电率。
在实施方案中,乳液聚集颗粒被制成具有约0.5到约25μm的平均粒度。粒度可以使用任何适合的设备,例如常规库乐尔特颗粒计数器加以测定。
虽然并不需要,但是调色剂也可以以调色剂的约0.1到约5wt%的有效的适合量包括另外的已知正电荷或负电荷添加剂,例如季铵化合物。
在此可以用作颗粒,或者可以用作聚合物颗粒中的色料的颜料的实例包括纯净颜料,例如二氧化钛、硫酸钡、高岭土、氧化锌、炭黑等。颜料应不溶于悬浮流体。
在聚合物颗粒中,色料可以以例如颗粒的约0.1到约75wt%的量包括在颗粒中。
在任何上述颗粒实施方案中,颗粒也可以在其表面上包括一种或多种外部添加剂。这种外部添加剂可以例如用亨舍尔(Henschel)混合器,通过共混施加。颗粒可以具有约5nm到约250nm的平均尺寸(直径)。也可以使用不同尺寸的颗粒的混合物,例如以直径测量的平均初级粒度为例如约5nm到约50nm的第一种二氧化硅,和以直径测量的平均初级粒度为例如约100nm到约200nm的第二种二氧化硅。外部添加剂颗粒也可以用表面材料处理。
在实施方案中,外部添加剂可以用来将电荷赋予颗粒。
在实施方案中,微胶囊可以被制成具有约5微米到约1,000微米的尺寸(直径)。
为了制备微胶囊,可以使用任何适合的包封方法。包封方法可以包括常规或复合凝聚、界面聚合、原位聚合、电解分散和冷却或者喷雾干燥法。在这些方法中,显示介质被加入到由此要被包封的成壁材料的溶液中,并且可以使所得包封的微粒进行交联。可以使用三聚氰胺-甲醛、尿素-甲醛、间苯二酚-甲醛、苯酚-甲醛、明胶-甲醛、异氰酸酯-多元醇、两种带相反电荷的聚合物的共聚物复合物、羟丙基纤维素、上述的混合物和/或组合物等作为微胶囊成壁材料,制备该微胶囊。
界面聚合方法可能依赖于电泳组合物中油溶单体的存在,其表现为水相中的乳液。微细疏水液滴中的单体可以与要引入到水相中的单体反应,在液滴之间的界面聚合并包裹水性显示介质和在液滴周围形成壳。虽然所得壁较薄并且可能是可渗透的,但是该方法并不需要一些其它方法的高温性能,并因此就选择显示介质而言,获得更大的灵活性。
涂布助剂可以用来改善印刷或显影的电泳微胶囊的一致性和质量。通常添加润湿剂来调整微胶囊/基材界面处的界面张力和调整液体/空气表面张力。分散剂可以用来改进微胶囊和基料或基材之间的界面张力,提供对絮凝和颗粒沉淀的控制。
可以添加表面张力改性剂来调整空气/油墨界面张力。可以添加防沫剂来增强空气从微胶囊形成溶液内到基材表面的移动并促进表面处泡沫的破坏。还可以添加稳定剂,例如UV吸收剂和抗氧剂,来提高微胶囊的使用期。
凝聚法可以使用油/水乳胶。通过控制温度、pH和/或相对浓度,一种或多种胶体从水相凝聚(也即聚集)并以围绕油性液滴的壳的形式沉积,由此形成微胶囊。
在示例性复合凝聚法中,用成壁材料,例如水、明胶和阿拉伯树胶的混合物,在例如约30℃到约80℃的高温下乳化要包封的显示介质。然后通过添加例如乙酸等的酸,将pH例如降低到小于5以引起凝聚。然后可以例如通过增加戊二醛(gluteraldehyde)等并在尿素存在下搅拌该混合物,交联微胶囊的壁材料。
微胶囊可以具有包围悬浮在显示介质内的颗粒的多层壁以限定每个微胶囊的壳。
半连续微细乳液聚合法也可以用来包封电泳显示介质或颗粒,如US 6,529,313中所述。
包封电泳显示介质的好处是可以通过控制该方法,将微胶囊制成球形,或者不同于球形。不同的形状可以允许更好的微胶囊堆积密度和更好的显示质量。
一旦产生,微胶囊然后可以由已知的静电复印法施加到基材上。另外,微胶囊可以由另一种已知的印刷或施加方法,例如冲击气溶胶标记、液体静电印刷术、离子带电显影等施加到基材上。
在实施方案中,微胶囊可以与或不与载体颗粒混合,然后由已知的静电复印法在基材上印刷或显影。载体颗粒可以任选与微胶囊混合形成双组分显影剂。没有载体颗粒,微胶囊可以相当于单组分显影剂。微胶囊可以通过使用任何适合的结合剂,例如粘合剂或聚合物基质材料,附着于基材表面,所述结合剂在基材上显影微胶囊之前与微胶囊混合、在基材上显影微胶囊之前涂布在基材上、在基材上显影之后涂布在微胶囊上,或上述的一种或多种,包括所有三种。
作为粘合剂或结合剂,可以使用任何材料。结合剂可以用作承载和保护微胶囊,以及将导电基材粘结到微胶囊分散体的粘合剂介质。结合剂可以是不导电的、半导电的或导电的。结合剂可以以许多形式和化学类型使用。其中为水溶性聚合物、水性聚合物、油溶性聚合物、热固性和热塑性聚合物以及辐射固化聚合物。
微胶囊可以被干燥形成没有载体颗粒的微胶囊干粉。适合的干燥方法可以包括流化床、冷冻干燥等。没有载体颗粒的干粉表面可以与电荷控制剂或助流剂共混,以增强干粉的摩擦带电能力和流动性。没有载体颗粒的微胶囊的带电和流动性可以保持,使得干粉可以用于单组分显影中。因此,微胶囊的干粉可以如调色剂或单组分显影中的单组分显影剂那样同样地或类似地使用。
任何适合的单组分显影技术可以用来使没有载体颗粒的微胶囊或单组分显影剂带电,用于将其转移到基材。微胶囊的干粉可以沉积在磁性显影剂辊上,所述磁性显影剂辊可以由用于形成微胶囊的带电颗粒的电压充电。
对于双组分显影,可以将载体颗粒加入到干粉中,使干粉在基材上显影。微胶囊的干粉可以与载体颗粒混合,形成用于双组分显影方法的双组分显影剂组合物。对于双组分显影剂的配方,微胶囊的干粉可以与载体颗粒,特别是能够摩擦带电呈现与显影剂组合物相对极性的那些混合。
任何适合的双组分显影技术可以用来使微胶囊或双组分显影剂带电,形成用于将微胶囊显影和转移到基材上的特定位置的带电颗粒。微胶囊的带电颗粒可以由常规双组分显影技术定位在基材上的特定位置。
用于与微胶囊混合的适合的载体颗粒实例可以包括铁粉、钢、镍、铁和/或铁氧体,包括铜锌铁氧体等。载体颗粒可以具有涂层,该涂层通常可以包含苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和硅烷的三元共聚物。涂布量可以如在此所示而变化;但是通常选择涂布量为约0.3到约2wt%。
此外,载体颗粒在形状上优选可以是球形的,载体颗粒的直径通常可以为约50微米到约1,000微米,和在实施方案中为约100到约230微米,由此使得载体颗粒可以具有足够的密度和惰性,以避免在用印刷法显影期间粘附到静电图像上。载体颗粒可以以各种适合的组合,例如约1到约10份干粉对约5到约220份载体,与微胶囊干粉混合。
微胶囊可以具有外部添加剂颗粒,包括助流剂添加剂,其可以存在于干粉颗粒上。适合的外部添加剂的实例包括胶态硅石、金属盐和脂肪酸的金属盐。外部添加剂可以以约0.1wt%到约10wt%的量存在于微胶囊干粉中。
在实施方案中,可以将不同颜色的带电微胶囊的组合转移到基材上。例如,其中具有不同的颗粒组颜色组合的微胶囊可以在感光体上显影,在其上形成不同颜色的微胶囊的“形成”图像。可以通过将单一色彩的微胶囊从多重显影区转移到感光体上,使不同颜色的微胶囊在感光体上显影。在实施方案中,可以通过使感光体进行多次通过,将不同的颜色组合微胶囊转移到感光体,使不同颜色的微胶囊在感光体上显影。不同颜色的微胶囊的“形成”图像可以从感光体转移到基材上。基材上的不同颜色的微胶囊可以在其上形成或限定微胶囊的显示层。
微胶囊也可以通过干燥调色剂直接显影法转移到基材上。对于干燥调色剂直接显影法,微胶囊的干粉可以带电并直接喷射到最终的基材上。因此,当通过干燥调色剂直接显影法印刷时,并不使用感光体来将微胶囊干粉转移到最终的基材。
适合的直接显影的实例可以包括例如冲击气溶胶标记等。
微胶囊也可以通过液态显影法转移到基材上。对于液态静电印刷术,微胶囊可以悬浮在例如介电流体等液态载体中,形成液态显影剂。
一些液态显影系统进行图像叠图像(image-on-image)(IOI)方法,其中微胶囊的连续层可以在感光体上“形成”,在其上产生不同颜色的微胶囊图像。因此,在IOI法中,在感光体上形成第一个微胶囊层之后,感光体通常必须在下一个微胶囊层可以在感光体上沉积之前进行再充电和曝光。
微胶囊也可以通过离子带电法等转移到基材上。离子调色剂带电设备可以在施加交变电场的情况下使微胶囊的气载物流承受单极性气体离子。
在由具有微胶囊的带电颗粒形成的基材表面上形成的显示层中,微胶囊可以以相邻的、并排关系排列,并且在实施方案中以单层(也即微胶囊不发生层叠)排列在基材上。但是,也可以使用多于一个微胶囊的显示层。在实施方案中,电子显示器可以由至少一个微胶囊的显示层,例如微胶囊的一个到十个显示层形成。可以通过将基材夹在第一或前部导电基材和第二或后部导电基材之间的至少一个微胶囊的显示层当中形成电子显示器。如果需要,对于不同的彩色显示介质,可以使用施加到基材表面的不同的微胶囊的显示层。微胶囊的显示层可以具有约5到约1,000μm的厚度。本实施方案因此涉及一种将微胶囊和显示介质引入电子显示器或电泳显示设备的显示层的方法,所述电子显示器或电泳显示设备可以容易地施加在基材上形成大面积显示设备。
在实施方案中,电子显示设备也可以制成包括吸收性背板,例如光线吸收背板。具有基本透明的导电基材,例如氧化铟锡(ITO)、镀膜玻璃或ITO涂布的聚合物,例如MYLAR的极薄显示设备可以显示低光密度,和具有低色饱和度的淡色外观。高吸收性背板可以减少通过电子设备的光传导,由此消除显示器的淡色外观。对比度越大,色饱和度看起来越高。
吸收性背板可以理想地具有黑颜色。这一点可以由任何适合的方法实现。吸收性背板可以在形成显示器之前或之后施加,例如在将微胶囊的带电颗粒施加到基材之前,或者在将微胶囊的显示层施加到基材上之后。同样,可以将赋予深色的着色剂直接引入到具有微胶囊的显示层的基材中或者后部导电基材上,使得后部导电基材用作导电层和吸收性背板,其中所述深色例如黑色。
在实施方案中,保护层可以喷涂到微胶囊的显示层上并且可以覆盖微胶囊的显示层。显示层可以由保护层覆盖或基本覆盖。结果,保护层可以通过覆盖或基本覆盖微胶囊,为基材和/或微胶囊提供机械保护。在实施方案中,保护层可以由聚合物制成。
2006年5月19日提交的申请11/419,440中描述控制微胶囊内包封的可再成像介质(颗粒组)的移动以及由微胶囊内包封的可再成像介质控制成像。
基材和显示层可以夹在导电基材之间限定电泳显示设备。在操作电泳显示设备的微胶囊或微胶囊的显示层以便用其形成图像中,由至少一个导电基材向设备的显示层中的微胶囊直接或邻近施加电场,具体为可逆直流或交流电。结果,电场可以移动微胶囊中的一个或多个所需或预定的颗粒,使其由显示设备显示。
在显示设备的实施方案中,每个单独的微胶囊可以是分别可处理的,也即可以向显示层中的每个单独的微胶囊施加独立电场,在单独的微胶囊处产生合适的颜色。不同的独立微胶囊的合适组或组合同样可以与一个或多个导电基材中的相同的驱动电极结合。例如,在显示设备中,显示层中的每个微胶囊或一组微胶囊可以表示图像的一个像素或子像素,并且每个像素或子像素因此可以被独立地控制,以由显示设备产生所需的整体图像。
用于以能够显示整体图像的方式控制显示设备的显示层中的每个微胶囊的控制方法,包括硬件/软件,是显示技术领域中已知的,并且在此可以应用任何这种控制方法。为实现独立地可处理性,导电基材的电极尺寸可以等于或小于显示设备独立微胶囊的尺寸,使得能够独立控制每一个。以这种方式,可以分别控制施加到每个微胶囊的电场。同样,电极的尺寸可以不同于(例如大于)微胶囊的尺寸,由此使多于一个微胶囊能够由其中电极大于独立微胶囊的单电极控制,还或者仅使一部分微胶囊能够由其中电极小于微胶囊尺寸的电极控制(打开和关闭)。也即,电极的图案不需要与微胶囊对齐。上述任一种可以由在后部导电基材上适当地将导电通路形成图案来完成。
可以施加影响颗粒移动的电场的强度可以定义为电压除以两个导电基材之间的间隙厚度。电场的典型单位为伏每微米(V/μm)。在实施方案中,每个颗粒的电荷水平可以具有约0.5到约3V/μm的电场。施加的电场可以为约0.1V/μm到约25V/μm。电场施加持续时间可以为约10毫秒到约5秒。通常,颗粒上的电荷越高,颗粒对于给定电场强度将移动的越快。
上述多色系统中对颜色显示的控制可以应用于包含许多不同颜色的颗粒组的微胶囊的显示层。高亮的有色颗粒组,例如蓝色高亮色、红色高亮色、绿色高亮色等高亮有色颗粒组可以包括在多色颗粒组中,为显示器增加另外的色域容量,并且可以如上所述影响颜色的控制。显示介质中的全部颗粒组,包括高亮有色颗粒组,因此可以为五个、六个、七个、八个或甚至更多。
现在参考图1和2举例说明微胶囊10,其中相同数字表示相同部件。在实施方案中,微胶囊10可以为在显示介质中悬浮有至少两个不同颜色的颗粒组的电泳微胶囊。在实施方案中,微胶囊10可以包封上述颗粒。
如图1和2及上述所示,微胶囊10可以具有壳12,壳12包封第一组颗粒14和/或第二组颗粒16(以下为“颗粒组14、16”)。颗粒组14、16可以悬浮在微胶囊10的壳12内的显示介质中,并且可以分别以如图1和2中说明的彩色模式或白色模式定位。在实施方案中,微胶囊10的壳12可以具有外表面13,在外表面13上如上所述可以具有粘合剂。
图3-6和9举例说明一种用许多微胶囊10制造彩色电泳显示器100(以下为“显示器100”)的方法200。显示器100可以为例如具有高分辨率的四色显示器(以下为“四色显示器”)或具有高分辨率的高亮双色显示器(以下为“双色显示器”)。在实施方案中,四色显示器可以包括全色,例如红色、绿色、蓝色和黑色。在实施方案中,双色显示器可以包括非白色和白色、黑色和白色或者两种不同的非白色。双色显示器和四色显示器分别表示能够显示两种不同颜色和四种不同颜色的任何显示器。实例包括黑色和白色,以及全色显示器,例如红色、绿色、蓝色和/或黑色,或者青色、品红色、黄色和/或黑色,和高亮彩色显示器,包括用第三种颜色和/或第四种颜色突出和/或遮蔽的两种颜色。
在图3中,可以提供基材102用于接收微胶囊10形成显示器100。在实施方案中,基材102可以由柔性材料,例如塑料等制成。在可选实施方案中,基材102可以由玻璃等制成。
如图9中步骤202所示,可以对基材102施加表面处理,增强或提高基材102的粘合特性。表面处理可以涉及或基本类似于当由印刷或静电复印法施加调色剂时,为使调色剂具有透明性而可以施加的透明性的表面处理。在实施方案中,基材102上可以不施加表面处理。因此有或没有表面处理的基材102可以增强带电颗粒转移期间微胶囊10的带电颗粒对一个或多个导电基材的粘合性。
可以形成微胶囊10提供四色显示器或双色显示器。在实施方案中,微胶囊10可以在微胶囊形成溶液中形成。但是,形成微胶囊10之后,可能残留剩余的微胶囊形成溶液。微胶囊10和剩余的微胶囊形成溶液随后可以采用加热、轻微加热或不加热进行干燥,形成包含微胶囊10的干粉,形成单组分显影剂。
可以将载体颗粒加入、混合或结合微胶囊10的干粉,形成双组分显影剂。结果,载体颗粒和/或微胶囊的干粉可以在基材102上形成或限定用于显影或印刷的微胶囊显影剂。微胶囊显影剂可以在印刷或静电图解法期间转移到基材102上或显影在基材102上。
另外,微胶囊10可以悬浮在液态载体中。在实施方案中,微胶囊10可以由冲击气溶胶标记等以要被投放和转移到基材的气溶胶形式或液体形式产生。在又一个实施方案中,微胶囊10可以由离子带电显影等在要带电和转移到基材的气载物流中产生。
如图9中步骤206所示,微胶囊10可以通过已知带电方法带静电,形成微胶囊10的带电颗粒。微胶囊10的带电方法可以为离子带电法、摩擦带电法等。结果,微胶囊10的带电颗粒可以通过带电法带静电。本公开内容不应视为对微胶囊10的带电方法的特殊实施方案的限制。
在实施方案中,将微胶囊10的带电颗粒转移到基材102过程中,感光体可以具有在其上分布的用于转移微胶囊10的带电颗粒的静电荷。结果,如图9中步骤210所示,微胶囊10的带电颗粒可以转移到基材102上。感光体的静电荷可以通过电晕放电均匀或非均匀地分布在感光体表面之上。静电荷可以形成静电潜像,该静电潜像可以或者可以不连续延伸穿过感光体。感光体的静电荷可以与微胶囊显影剂的静电荷相反。
在将微胶囊10的带电颗粒转移到基材102的过程中,感光体可以在显影剂单元之上通过或邻近显影剂单元,该显影剂单元可以容纳或可以积聚微胶囊10。微胶囊10可以转移和/或可以吸附于感光体表面上的静电潜像上。结果,一层微胶囊10可以设置在感光体表面上,随后转移到基材102上。
如图4中说明的和如图9的步骤212所示的,已经转移到基材102的微胶囊10可以在基材102上形成或限定微胶囊10的显示层106。基材102上的显示层106可以在基材102上形成或限定微胶囊10的色密度。在实施方案中,微胶囊10的显示层106可以具有例如约5到约1,000μm的厚度。在实施方案中,由显示层106形成或限定的色密度在整个基材102上可以是连续的、不间断的和/或一致的。在实施方案中,微胶囊10的显示层106可以在显示设备的显示层106中形成单层(厚度基本与显示层106的微胶囊10的平均直径相当的一层)。但是,也可以使用多个显示层,例如2到约10层。
在实施方案中,为形成能够显示多色或全色的显示设备,可以通过感光体将多于一个显示层106施加到基材102。例如,随着第一次通过感光体,具有可以包含一组红色颗粒和一组白色颗粒的微胶囊10的第一显示层可以在基材102上显影。结果,第一层的微胶囊10可以限定显示设备的每个像素的第一子像素。随着第二次通过,具有可以包含一组蓝色颗粒和一组白色颗粒的微胶囊10的第二显示层可以在显示设备上显影,限定显示设备的每个像素的第二子像素。随着第三次通过,具有可以包含一组绿色颗粒和一组白色颗粒的微胶囊10的第三显示层可以在显示设备上显影,限定显示设备的每个像素的第三子像素。随着第四次通过,具有可以包含一组黑色颗粒和一组白色颗粒的微胶囊10的第四显示层可以在显示设备上显影,限定显示设备的每个像素的第四子像素。当然,不同的微胶囊10的颜色组合可以全部由感光体一起显影,在感光体表面上可以具有一层或多层微胶囊显影剂。
第一、第二、第三和第四显示层的微胶囊可以限定显示设备的每个像素的第四子像素。每个子像素能够显示有色颗粒或白色颗粒。结果,显示设备的每个像素可以显示全色、白色或多色,即红色、蓝色、绿色和黑色。每个子像素的每个微胶囊中的有色颗粒和白色颗粒可以受控显示彩色或白色,形成全色图像。
在实施方案中,在单次通过中,感光体可以在基材上显影或印刷单一的具有微胶囊的显示层,以对每个像素限定多于一个的子像素。感光体可以以单次通过或多于一次的通过在基材102上显影或印刷微胶囊,在显示设备的每个像素的一个或多个子像素中提供所需有色颗粒。结果,打印头可以控制形成像素的子像素内具有一个或多个所需有色颗粒的微胶囊的一个或多个显示层的分散,所述像素能够显示两种或多种颜色。
在实施方案中,微胶囊或基材的表面13上的任选的粘合剂可以使微胶囊10的干粉或显示层106附着、保持或者结合到基材102上。因此,由于微胶囊10的壳12上的粘合剂和/或基材102上的微胶囊固定剂的粘合性能,微胶囊10或显示层106可以附着、保持或结合到基材102上。
如图10中步骤214所示,在实施方案中,由显示层106形成或限定的色密度沿着基材可以不是连续的、不间断的或一致的,感光体可以将额外的微胶囊10的带电颗粒转移到基材102上。在实施方案中,可以残留在基材102上的显示层106可以是连续的、不间断的和/或一致的。感光体可以将任何数量的额外的微胶囊的带电颗粒转移到基材102上,直到基材102上的显示层106在整个基材102上可以是连续的、不间断的和/或一致的。因此,显示层106在基材102上可以是微胶囊10的多个显示层。
由可以残留在基材102上的显示层106形成或限定的色密度可以具有每平方英寸约七十五(75)个点(dpi)或更多的分辨率。基材102上显示层106的分辨率可以取决于、可以基于或者可以与载体颗粒的尺寸和/或微胶囊10的直径相关。例如,当载体颗粒的尺寸或微胶囊10的直径可以减少时,显示层106的分辨率可以在基材102上增加。
当在基材102上印刷、转移或显影时,一个或多个间隙可以在两个或多个微胶囊10之间形成或存在。如图9中步骤216所示,在实施方案中,微胶囊10可以在形成显示层106之前或期间进行软化或处理。加热法可以施加约40℃到约210℃的热以软化和处理微胶囊10。软化和处理微胶囊10的适合温度范围的实例可以在美国专利申请公开US2003/0137717中说明。
结果,微胶囊10的壳12可以具有提高的柔韧性或软化度。通过软化微胶囊10,当微胶囊10的带电颗粒转移到基材102时,微胶囊10可以以彼此更小的接近度定位。结果,更小的间隙可以在形成显示层106之前或期间在两个或多个微胶囊10之间形成,这样可以增加整个基材102上的显示层106的分辨率的一致性或均匀性。
在实施方案中,如图9中步骤218所示,可以将微胶囊10压在基材102上,或者可以由外力,例如辊、压力机等,向微胶囊施加压力。通过加压或压制微胶囊10,形成显示层106的微胶囊10彼此可以以更小的接近度定位。因此,更小的间隙可以在形成显示层106之前或期间在两个或多个微胶囊之间形成,这样同样可以增加整个基材102上的显示层106的分辨率的一致性或均匀性。由外力向微胶囊10施加的压力量可以为约2psi到约20psi。
保护层108可以施加或分配在基材102和/或显示层106上,如图9中步骤220所示。结果,基材102、显示层106和保护层108可以形成或限定复合结构109,如图5中说明的。
第一或前部导电基材110a和/或第二或后部导电基材110b(以下为“导电基材110a、110b”)可以施加到复合结构109,如图9中步骤222所示。复合结构109可以位于、夹在或定位在导电基材110a、110b之间,如图6中说明的。在实施方案中,保护层108可以与前部导电基材110a邻接,并且基材102可以与后部导电基材110b邻接。显示设备100可以由复合结构109和导电基材110a、110b限定或形成。由复合结构110和导电基材110a、110b形成显示设备100可以具有比与常规显示器相关的制造成本更低的制造成本。
导电基材110a、110b可以是柔性的或硬质的。显示层106的微胶囊10的壳12的上部18可以邻近于前部导电基材110a设置,如图1和2所示。结果,可以邻近于显示层106中微胶囊10的壳12的上部18设置或定位的颗粒组14、16是通过前部导电基材110a可见的。
将微胶囊10的显示层106夹在中间的导电基材110a、110b可以具有与基材102或显示层106的总长度和宽度相当的长度和宽度。导电基材110a、110b因此在显示设备的显示层106之上可以是并非仅以独立的片形式存在的连续的、整体的薄膜,但是也可以使用多个分离的基材。导电基材110a、110b可以被制成尽可能的薄,同时仍然保持适当的导电性能和结构完整性。例如,导电基材110a、110b可以具有约10微米到约500微米的高度或厚度。
显示设备100可以根据需要具有任何适合的总长度和宽度。显示设备100也可以被制成具有任何所需的高度,但是就显示设备100的尺寸和容易使用而言,可以使用约30到约1,000微米的总高度。
如上所述,在实施方案中,后部导电基材110b可以通过发射电场,向显示层106的一个或多个微胶囊施加电场,所述电场如由与基材结合的选择电极施加。如上所述,电场可以转换或移动显示层106的微胶囊10内的颗粒组,显示所需颗粒。电场可以移动所需的或预定的颗粒组,以使其通过前部基材110a由微胶囊10显示。显示层106的微胶囊10可以由电场控制显示所需颗粒,所述显示层106的微胶囊10可以在基材102上限定或形成显示层106的每个像素的一个或多个子像素。通过控制由显示层的每个像素的子像素显示的颗粒,像素可以由电场控制通过显示器100的显示层106形成图像。
在实施方案中,场效应晶体管(图中未示出)可以附着于或可以连接到导电基材110a、110b,控制导电基材110a、110b的导电率或为导电基材110a、110b提供电压控制的电阻。在实施方案中,薄膜晶体管(图中未示出)可以附着于或可以连接到后部导电基材110b,为后部导电基材110b提供场效应晶体管。场效应晶体管或薄膜晶体管可以施加到后部导电基材110b上,向显示层106的微胶囊10施加电场。
可以通过向微胶囊10施加电场形成图像,所述微胶囊10由此限定用于显示所需颗粒的一个或多个像素或一个或多个子像素。后部导电基材110b可以向或者可以不向限定显示设备100的每个像素或每个子像素的每个微胶囊10施加电场。通过向限定每个像素或每个子像素的每个微胶囊10施加或不施加反向电场,后部导电基材110b可以控制微胶囊10中每个颗粒组14、16的位置。结果,后部导电基材110b可以控制显示层106的微胶囊10,在显示设备100上形成图像。
图7和8说明基材102可以具有布局300,该布局300包括在其上定位的显示层106。布局300可以包括显示层106中的许多微胶囊10,所述微胶囊10彼此邻近定位或设置,限定显示层106的像素302。布局300和/或显示层106可以包含许多像素302,可能需要达到显示器100的显示层106所需的分辨率。形成显示层106的像素302的每个微胶囊10可以限定像素302的子像素。
基材102上的每个像素302可以以如图7和8中所示的第一种构型310或第二种构型320取向。像素302的第一种构型310可以包括四(4)种微胶囊,例如微胶囊306a-306d,其可以在整个基材基材102中垂直地或水平地延伸。像素302的第二种构型320可以包括可以形成盒形或正方形的微胶囊306a-306d。在实施方案中,限定每个像素302的每个微胶囊306a-306d可以为具有不同颜色的颗粒的微胶囊。例如,每个像素302可以包括可以包含一组红色颗粒的微胶囊306a、可以包含一组绿色颗粒的微胶囊306b、可以包含一组蓝色颗粒的微胶囊306c和可以包含一组黑色颗粒的微胶囊306d。连同有色颗粒一起,基材102上布局300的每个微胶囊306a-306d可以包含一组白色颗粒。
在实施方案中,用于每个像素302的每个微胶囊306a-306d可以包含第一组有色颗粒和第二组不同颜色的颗粒。例如,微胶囊306a可以包含一组红色颗粒和一组绿色颗粒,微胶囊306b可以包含一组红色颗粒和一组蓝色颗粒,微胶囊306c可以包含一组蓝色颗粒和一组绿色颗粒,和微胶囊306d可以包含一组白色颗粒和一组黑色颗粒。在实施方案中,每个像素302可以由三(3)种微胶囊,例如微胶囊306a-306c限定。例如,微胶囊306a可以包含一组青色颗粒,微胶囊306b可以包含一组黄色颗粒,和微胶囊306c可以包含一组品红色颗粒。
如上所述,后部导电基材110b可以向限定每个像素302的每个子像素的微胶囊10施加电场,或者向每个像素302的每个胶囊306a-306d施加电场。有色颗粒组和/或白色颗粒组可以依靠电场和/或与每个颗粒组结合的导电电荷在每个像素302的每个微胶囊306a-306d内转换或移动位置。结果,每个像素302的每个微胶囊或每个子像素可以通过微胶囊306a-306d显示有色颗粒或白色颗粒,并且可以处于彩色模式或彩色模式与白色模式的组合。
因此,每个像素302或每个像素302的每个子像素可以根据最靠近前部导电基材110a的颗粒组显示颜色,例如蓝色、绿色、红色、黑色、白色、青色、黄色、品红色、白色或其混合颜色。结果,每个像素302可以通过基材102上的每个像素302的子像素,通过前部导通过电基材110a显示预定的颜色,如图8所示。结果,布局300可以显示全色图象和/或黑白图像。
在实施方案中,电场可以变化为施加到限定布局300的每个像素302的每个子像素的某些微胶囊。由限定一个或多个子像素的选择的微胶囊显示的颗粒组因此可以根据电场变化而转换或移动位置。在实施方案中,每个像素302的微胶囊306a-306d可以根据电场和/或与颗粒组结合的导电电荷,显示可以通过第一电极层110a可见的白色颗粒组。结果,基材102上的布局300可以不显示图像或者处于白色模式,如图8所示。
在实施方案中,基材102可以通过限定每个像素302的子像素的微胶囊306a-306d显示半色调效果。可以通过向布局300的一个或多个像素302的小于全部微胶囊306a-306d施加、不施加或反向施加电场,获得半色调效果。结果,根据电场和/或与颗粒组结合的导电电荷,一个或多个像素302的第一部分微胶囊306a-306d可以显示有色颗粒,并且一个或多个像素302的第二部分微胶囊306a-306d可以显示白色颗粒。因此,半色调效果可以由一个或多个像素302限定或形成,所述像素302具有显示有色颗粒组的第一部分微胶囊306a-306d和显示白色颗粒的第二部分微胶囊306a-306d。
每个像素302的微胶囊306a-306d或子像素可以具有约10微米到约150微米的微胶囊尺寸。在实施方案中,基材102上的布局300可以具有约七十五(75)dpi的分辨率,并且布局300的每个像素302可以具有约300微米到约360微米的像素尺寸。对于约七十五(75)dpi的分辨率,基材102上的布局300的分辨率可以与计算机屏幕或监视器的分辨率相近或基本相近。
后部导电基材110b可以向布局300的每个像素302的许多微胶囊306a-306d施加电场。结果,布局300可以通过显示许多像素302的许多微胶囊306a-306d的有色颗粒,以高分辨率显示图像。在实施方案中,图像可以由每个像素302的全部子像素或者由布局300的全部像素302显示。
在实施方案中,每个微胶囊306a-306d的取向或位置允许通过像素302的子像素以高分辨率显影或显示全色图像。为以高分辨率显示全色图像,每个像素302的微胶囊306a-306d可能需要以一定顺序取向,来以高分辨率显示全色图像内的有色颗粒组。例如,第一种构型310中的每个像素302的微胶囊306a-306d可能需要顺序为从较上部位置处的微胶囊306a到较下部位置处的微胶囊306d,以及微胶囊306b、306c在中间,如图7和8所示。在像素302的第二种构型320中,微胶囊306a可以位于左上部位置,微胶囊306b可以位于右上部位置,微胶囊306c可以位于左下部位置,和微胶囊306d可以位于右下部位置。结果,每个像素302的每个微胶囊306a-306d或子像素可以显示特定的非白色有色颗粒组,以高分辨率在层300上形成或限定图像。
感光体可以在基材102上转移或显影微胶囊,形成第一种构型310或第二种构型320的像素302。感光体可以将每个微胶囊306a-306d以适当的取向设置,获得第一种构型310或第二种构型320。另外,感光体能够以任何所需的取向设置微胶囊306a-306b,形成本领域技术人员已知的任何构型。
Claims (1)
1.一种用于形成多色电泳显示器的方法,该方法包括:
提供微胶囊,其中该微胶囊具有静电荷,并且其中该微胶囊包括:
透明的壳;和
壳内的显示介质,其中该显示介质由(a)基本透明的流体中的至少两组不同颜色的颗粒,或(b)不同颜色流体中的至少一组有色颗粒组成;
将微胶囊转移到基材,其中微胶囊的静电荷将微胶囊吸引到基材上,其中微胶囊的显示层在基材上形成;和
邻近基材设置导电基材,其中基材位于显示层和导电基材之间,其中导电基材向显示层施加电场,并且其中显示层中每个微胶囊的颗粒组由于电场在微胶囊内是可移动的。
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