專利名稱：多色電泳顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多色電泳媒質(zhì)以及使用這種媒質(zhì)的顯示器。
背景技術(shù)：
此處使用的術(shù)語“雙穩(wěn)的”和“雙穩(wěn)定性”取其在本領(lǐng)域中的常規(guī)含義，指的是包括具有第一和第二顯示狀態(tài)的顯示元件的顯示器，所述第一和第二顯示狀態(tài)至少有一種光學(xué)性質(zhì)不同，從而在利用具有有限持續(xù)時(shí)間的尋址脈沖驅(qū)動任何給定元件以呈現(xiàn)其第一或第二顯示狀態(tài)之后，在該尋址脈沖終止后，該狀態(tài)將持續(xù)至少幾倍于(例如至少4倍于)改變該顯示元件的狀態(tài)所需的尋址脈沖的最小持續(xù)時(shí)間的時(shí)間。美國專利第7，170，670號顯示，某些基于顆粒的能夠灰度顯示的電泳顯示器不僅在處于它們的極端黑色和白色狀態(tài)時(shí)具有穩(wěn)定的灰度，在處于它們的中間灰度狀態(tài)時(shí)也具有穩(wěn)定的灰度，且一些其他類型的電光顯示器也同樣如此。盡管為了方便起見，此處的術(shù)語“雙穩(wěn)的”被用于涵蓋雙穩(wěn)的或多穩(wěn)的顯示器，但上述類型的顯示器更適合被稱作“多穩(wěn)的”，而非雙穩(wěn)。
然而，長期存在的電泳顯示器的圖像質(zhì)量問題阻礙了其廣泛使用。例如，構(gòu)成電泳顯示器的顆粒易于沉降，這就導(dǎo)致這種顯示器的使用壽命不足。
轉(zhuǎn)讓給或權(quán)屬于麻省理工學(xué)院(MIT)和伊英克(E Ink)公司的大量專利和申請描述了在封裝的電泳和其他電光媒質(zhì)中使用的各種技術(shù)。這種封裝的媒質(zhì)包含大量的小囊 (capsule)，每一個(gè)小囊本身包含內(nèi)相以及環(huán)繞內(nèi)相的囊壁，該內(nèi)相包含流體媒質(zhì)中的電泳移動粒子。典型地，這些囊本身被保持在聚合物粘合劑內(nèi)以形成位于兩個(gè)電極之間的粘附層(coherentlayer)。在這些專利和申請中描述的技術(shù)包括
(a)電泳顆粒、流體和流體添加物；參見例如美國專利第7，002, 728號；以及美國專利申請公開號2007/0146310 ；
(b)囊、粘合劑和封裝方法；參見例如美國專利第6，922，276和7，411，719號；
(c)包含電光材料的膜和子組件；參見例如美國專利第6，982，178號和美國專利申請公開號2007/0109219 ；
(d)用在顯示器中的背板、粘合層和其他輔助層以及方法；參見例如美國專利第 7，116，318號；和美國專利申請公開號2007/0035808 ；
(e)色彩的形成和色彩的調(diào)節(jié)；參見例如美國專利第7，075，502號；和美國專利申請公開號 2007/0109219 ；
(f)用于驅(qū)動顯示器的方法；參見例如美國專利第7，012，600號；和美國專利申請公開號 2006/0262060 ；
(g)顯示器的應(yīng)用；參見例如美國專利第7，312，784號；和美國專利申請公開號2006/0279527 ;以及
(h)非電泳顯示器，如美國專利第6，241，921、6，950，220和7，420，549號中的描述。
前述的很多專利和申請認(rèn)識到，在封裝的電泳媒質(zhì)中圍繞離散的微囊的壁可以由連續(xù)相代替，因而產(chǎn)生所謂的聚合物分散的電泳顯示器，其中電泳媒質(zhì)包含多個(gè)離散的電泳流體微滴以及連續(xù)相聚合物材料，并且盡管沒有與每個(gè)單獨(dú)的微滴關(guān)聯(lián)的離散的囊膜， 但可以把這種聚合物分散的電泳顯示器中的電泳流體的離散顆粒看作囊或微囊；參見例如前述的美國專利第6，866，760號。因此，為了本申請的目的，將這樣的聚合物分散的電泳媒質(zhì)看作是封裝的電泳媒質(zhì)的子類。
與此相關(guān)的電泳顯示器類型稱為“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中，帶電顆粒和流體不封裝在微囊中，而保持在形成于載體媒質(zhì)中的多個(gè)腔內(nèi)，該載體媒質(zhì)一般為聚合物薄膜。參見例如授予給Sipix Imaging公司的美國專利第6，672，921和 6，788，449 號。
盡管電泳媒質(zhì)通常是不透明的(例如，由于在許多電泳媒質(zhì)中，粒子基本上阻擋可見光通過顯示器的透射)并且工作在反射模式下，但是可以使許多電泳顯示器工作在所謂的“快門模式”下，在該模式下一種顯示狀態(tài)是基本上不透明的而一種顯示狀態(tài)是透光的。 參見例如美國專利第 5，872，552;6, 130，774;6, 144，361;6，172，798;6, 271，823;6, 225，971 和6，184, 856號。與電泳顯不器類似但是依賴于電場強(qiáng)度變化的介電泳顯不器可以工作在類似的模式下；參見美國專利第4，418，346號。其他類型的電光顯示器也能工作在快門模式下。工作在快門模式下的電光媒質(zhì)可以用在全彩色顯示器的多層膜結(jié)構(gòu)中；在這樣的結(jié)構(gòu)中，至少靠近顯示器觀察面的一層工作在快門模式下以暴露或隱藏離該觀察面較遠(yuǎn)的第二層。
如前所述，封裝的或微單元電泳顯示器一般不受傳統(tǒng)電泳設(shè)備的聚集和沉降失效模式的影響并且具有另外的優(yōu)點(diǎn)，例如可以在各種不同柔性和剛性襯底上印刷或者涂覆該顯示器。(使用“印刷”一詞旨在包括印刷和涂覆的所有形式，包括但并不局限于預(yù)調(diào)式涂覆，例如小塊模具型涂覆(patch die coating),狹縫式或擠壓式涂覆,坡流式或階式涂覆， 淋.式涂覆；壓棍涂覆，例如棍式刮刀涂覆、如向和反向棍涂覆；凹版印刷涂覆；浸潰涂覆； 噴涂；彎液面涂覆；旋涂；刷涂；氣刀涂覆；絲網(wǎng)印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；噴墨印刷工藝；電泳沉積(參見美國專利第7，339，715號);以及其它類似的技術(shù))。因此，得到的顯示器可以為柔性。另外，由于顯示器媒質(zhì)可以是印刷的(使用各種方法)，顯示器本身比較低廉。
本文中將會提到印刷或印刷的。在本文中使用的印刷意在包括所有形式的印刷和涂覆，包括預(yù)調(diào)式涂覆，例如小塊模具型涂覆(patch die coating),狹縫式或擠壓式涂覆，坡流式或階式涂覆，淋幕式涂覆；壓棍涂覆，例如棍式刮刀涂覆、前向和反向棍涂覆；凹版印刷涂覆；浸潰涂覆；噴涂；彎液面涂覆；旋涂；刷涂；氣刀涂覆；絲網(wǎng)印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；或類似其他技術(shù)。因此，“印刷的元件”指的是通過以上任一一種技術(shù)形成的元件。
大部分現(xiàn)有技術(shù)中的電泳媒質(zhì)基本上只顯示兩種顏色。這種電泳媒質(zhì)要么采用單一類型的電泳顆粒，要么采用兩種類型(即第一和第二類型)的電泳顆粒；其中，單一類型的電泳顆粒具有第一種顏色，其位于具有第二種、不同顏色的帶色流體中(在這種情況下， 當(dāng)顆?？拷@示器的觀看面時(shí)顯示第一種顏色，當(dāng)顆粒遠(yuǎn)離觀看面時(shí)顯示第二種顏色)；而第一和第二類型的電泳顆粒在無色液體中分別具有第一種顏色和第二種顏色(在這種情況下，當(dāng)?shù)谝活愋偷念w?？拷@示器的觀看面時(shí)顯示第一種顏色，當(dāng)?shù)诙愋偷念w?？拷^看面時(shí)顯示第二種顏色)。這兩種顏色一般為黑和白。如果期望得到全彩色顯示器，可在單色(黑和白)顯示器的觀看面上布置彩色濾光陣列。這種彩色濾光陣列一般為三色的紅/綠 /藍(lán)(“RGB”)型或紅/綠/藍(lán)/白(“RGBW”)型。具有彩色濾光片的顯示器依賴于與一起當(dāng)作一個(gè)全彩色像素的三個(gè)子像素(在RGB顯示器的情況下)或四個(gè)子像素(在RGBW顯示器的情況下)共享通道的區(qū)域。令人遺憾的是，每個(gè)顏色僅能通過顯示區(qū)域的一部分被顯示出來。例如，在RGBW顯示器中，紅、綠、藍(lán)中的每個(gè)顏色只能通過1/4的顯示區(qū)域(四個(gè)子像素中的一個(gè)子像素)被顯示出來，白色可有效通過1/2的顯示區(qū)域(四個(gè)子像素中的一個(gè)完整子像素，加上每個(gè)帶色的子像素充當(dāng)1/3的白，因此，三個(gè)帶色的子像素一起提供了另一個(gè)完整的白色子像素)被顯示出來。該區(qū)域共享方法導(dǎo)致在顏色上沒有期望的明亮。
可替代地，全彩色顯示器可通過多個(gè)色變層來夠早，其中至少一個(gè)前色變層(靠近觀看面)在快門模式下工作。除了復(fù)雜性和潛在的價(jià)格昂貴問題，這種多層顯示器需要精確對準(zhǔn)各個(gè)層，并且還需要高透光的電極(在有源矩陣顯示器中，還需要高透光的晶體管)。
前述的美國專利第6，017，584號描述了具有三種不同類型顆粒的電泳媒質(zhì)以及驅(qū)動這些顆粒的方法，其中這三種不同類型的顆粒在液體中具有三種不同的顏色，所述方法是為了顯示這三種顏色中的每一種顏色。發(fā)明內(nèi)容
然而，仍需要一種能在每個(gè)像素顯示更多顏色的電泳媒質(zhì)，以便例如這種媒質(zhì)可重現(xiàn)高質(zhì)量彩色印刷的顯示狀態(tài)。這種高質(zhì)量印刷一般通過使用至少四種墨水來實(shí)現(xiàn)青色/品紅色/黃色/黑色(“CMYK”)。一般并未認(rèn)識到所謂的“四色”CMYK印刷系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)中是五色系統(tǒng)，第五種顏色為由未施加墨水的紙張(或類似的)表面提供的白色背景。除非電泳媒質(zhì)是在快門模式下使用，否則在基本不透明的電泳媒質(zhì)中不會有相當(dāng)?shù)谋尘邦伾?因此非快門模式的電泳媒質(zhì)應(yīng)能顯示五種顏色(黑、白和三基色，該三基色一般為青、品紅和黃)?，F(xiàn)在已意識到通過采用前述的美國專利第6，017，584號中在帶色流體中具有三種不同的顆粒的電泳媒質(zhì)以及謹(jǐn)慎選擇其中的顆粒和流體的顏色能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目的。
另一方面，本發(fā)明提供一種多色電泳媒質(zhì)，包含至少第一、第二和第三種顆粒，所述顆粒具有基本不重疊的電泳遷移率并具有各自的第一、第二和第三顏色，所述第一、第二和第三顏色彼此不同，所述顆粒被分散在具有與第一、第二和第三顏色均不同的第四顏色的流體中，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有白色。
在該多色媒質(zhì)中，所述第一、第二、第三和第四顏色可為任一順序的青色、品紅色、 黃色和白色。如已說明，所述第一、第二和第三種顆粒必須具有不同的(且非零的)電泳遷移率。盡管原則上所有三種顆?？删哂邢嗤瑯O性的但不同大小的電荷以提供不同的電泳遷移率，但通常更方便的是使兩種顆粒具有一種極性的電荷，而另外一種顆粒具有相反極性的電荷。優(yōu)選的，白色顆粒具有一種極性的電荷，另外兩個(gè)顆粒(合適的為青色和品紅色)具有相反極性的電荷。
本發(fā)明電泳媒質(zhì)的三種顆粒分別具有白色和另外兩個(gè)顏色。透光和反光的帶色顆粒都可以在本發(fā)明中使用。白色顆粒通過散射光來工作，因此基本為反光的；“透光的”白色顆粒基本上是透明的，因此在本發(fā)明中無法使用。然而，如附圖所示及以下描述的，透光和反光的顆粒二者都可使用不同于白色的顏色，盡管用于形成各種顏色的不同顆粒的位置， 特別是白色顆粒的位置的變化會取決于所使用的非白色顆粒是透光的還是反光的。
本發(fā)明的電泳媒質(zhì)可以是封裝型的，因此包括囊壁，所述流體和顆粒被保持在該囊壁中。這種封裝的媒質(zhì)可包括多個(gè)囊，每個(gè)囊包括囊壁，所述流體和帶點(diǎn)顆粒被保持在該囊壁中，媒質(zhì)還包括圍繞囊的聚合物粘合劑?？商娲?，媒質(zhì)可以是以上討論的微單元或聚合物分散型的。
本發(fā)明涉及一種電泳顯示器，包括本發(fā)明的電泳媒質(zhì)和至少一個(gè)電極，其中該至少一個(gè)電極被布置為靠近該電泳媒質(zhì)并被設(shè)置用以施加電場到該媒質(zhì)。本發(fā)明的顯示器可在現(xiàn)有電光顯示器所使用的任何應(yīng)用中使用。因此，例如本發(fā)明可用在電子書閱讀器、便攜式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、手機(jī)、智能卡、標(biāo)牌、表、貨架標(biāo)簽或閃存驅(qū)動器。
另一方面，本發(fā)明還提供一種驅(qū)動多色電泳顯示器的方法，其中多色電泳顯示器包含至少第一、第二和第三種顆粒，所述顆粒具有基本不重疊的電泳遷移率并具有各自的第一、第二和第三顏色，所述第一、第二和第三顏色彼此不同，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有白色，所述顆粒被分散在具有與第一、第二和第三顏色均不同的第四顏色的流體中，該顯示器還包括形成該顯示器的觀看面的第一電極和所述流體的在與第一電極相對側(cè)上的第二電極，所述方法包括
將所有三種顆粒帶到靠近所述第一電極和第二電極中的一個(gè)電極；
在第一電極和第二電極之間施加電場以使至少一種顆粒移動離開所述一個(gè)電極， 由此將三種顆粒中期望的一種顆粒置于靠近觀看面；以及
在第一電極和第二電極之間施加電場以使所有三種顆粒移動離開所述第一電極， 由此在觀看面顯示流體的第四顏色。
結(jié)合附圖并參照以下描述，可以更好地理解本發(fā)明的上述及其他優(yōu)點(diǎn)。在附圖中， 相似參考標(biāo)記通常表示不同圖中的相同部件。另外，附圖不需要按比例，其重點(diǎn)通常在于示意出本發(fā)明的原理。


圖IA至圖IH描述了在黃色流體中具有不同電泳遷移率的白色、青色和品紅色顆粒的彩色顯示元件，所述青色和品紅色顆粒為反光的，還分別示意了顯示器的白色、青色、 品紅色、黃色、紅色、綠色、藍(lán)色和黑色光學(xué)狀態(tài)；
圖2A至圖2H描述了與圖IA至圖IH所示相似的彩色顯示元件，但是在圖2A至圖 2H中青色和品紅色顆粒為透光的，另外還分別示意了與圖IA至圖IH相同的光學(xué)狀態(tài)；
下面是在假設(shè)熟悉前述的美國專利第7，791，789號的內(nèi)容的情況下進(jìn)行的描述， 讀者可參照該專利獲得關(guān)于本發(fā)明的背景信息。
具體實(shí)施方式
圖IA至圖IH示意了具有囊壁124且包含三種不同種類的顆粒的囊120，其中這三種不同種類的顆粒具有不同的顏色和不同的電泳遷移率，并分散在帶色流體125中。囊120 在其相對側(cè)上分別配置了透光前電極32和透光背電極34，其中前電極32提供囊的觀看面。 更具體地，囊120包括帶負(fù)電的白色顆粒(用W-表示)和帶正電的青色顆粒和品紅色顆粒， 其中青色顆粒(用+C+表示)的電泳遷移率比品紅色顆粒(用M+表示)的電泳遷移率高。流體125以黃色顏料染色。黃色顏料的濃度應(yīng)選擇為使得顯示器的黃色光學(xué)狀態(tài)(下面參照圖ID的描述)能提供足夠飽和的黃色，但是當(dāng)電泳顆粒靠近前電極32時(shí)，該黃色要基本上不污染其他顏色。白色W-、青色+C+和品紅色M+顆粒均為可反光的。只有在沒有任何電泳顆?？拷半姌O32時(shí)，染料流體的黃色才是明顯的。例如，如果白色顆粒W-被驅(qū)動靠近前電極32，流體125的黃色則為不可見，因?yàn)楣獯┻^帶色流體的路徑(光從前電極32進(jìn)入，被白色顆粒W-反射，并返回穿過前電極32)非常短。然而，如果白色顆粒與前電極32間隔一段足夠的顯示距離(可能是流體層的厚度的1/4)，染料流體125的黃色將會是可見的，因?yàn)榇┻^流體的被反射光的路徑變得不可忽略了。這種效果與現(xiàn)有技術(shù)中單一顆粒/染料流體的電泳顯示器很相似。
已說明，青色+C+和品紅色M+顆粒均為帶正電的，但具有不同的電泳遷移率；本發(fā)明將假設(shè)品紅色顆粒的遷移率更高，但顯然相反情況也是可以的。
如圖IA至圖IG所示，它們分別示意了囊120在其觀看面上顯示出白色、青色、品紅色、黃色、紅色、綠色、藍(lán)色和黑色。為了顯示白色，把背電極34簡單制造成在一段較長時(shí)間里相對前電極32為負(fù)的(下文中所有提及到“把背電極34制造成負(fù)的或正的”時(shí)，都指的是使該背電極相對前電極32為負(fù)的或正的，因?yàn)樵趯?shí)際中前電極32 —般為延伸過整個(gè)顯示器的共同前電極，而背電極34為許多獨(dú)立可控像素電極中的一個(gè))，使得白色顆粒W-靠近前電極32，青色+C+和品紅色M+顆?？拷畴姌O34。在這種情況下，白色顆粒掩蓋了青色+C+和品紅色M+顆粒以及流體125的黃色(前面已說明，光穿過流體125的經(jīng)過長度非常短，以至于流體的黃色無法對白色顆粒W-的白色造成任何實(shí)質(zhì)性的污染)，從而在顯示器的觀看面顯示出白色。
為了形成圖IB所示的青色，首先向背電極34施加負(fù)脈沖(帶來與圖IA所示的基本相同的情況，其中白色顆粒W-靠近前電極32，青色+C+和品紅色M+顆?？拷畴姌O34 )， 然后再施加比負(fù)脈沖更短的正脈沖。正脈沖使顆粒W-接近背電極34，并使青色+C+和品紅色M+接近前電極32。然而，由于青色+C+具有更大的遷移率，它們會更快速地接近前電極 32，正脈沖的長度選擇為使得青色+C+顆粒到達(dá)前電極32但品紅色M+顆粒還沒到達(dá)；口語化的說法是，青色顆?！摆s過”品紅色顆粒。在圖IB所示的情況中，青色顆粒+C+掩蓋了品紅色M+顆粒、白色W-顆粒以及流體125的黃色(前面已說明，光穿過流體125的經(jīng)過長度非常短，以至于流體的黃色無法對青色顆粒+C+的青色造成任何實(shí)質(zhì)性的污染)，從而在顯示器的觀看面顯示出青色。
為了形成圖IC所示的品紅色，首先施加一長度較長的正脈沖，使青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+二者均靠近前電極32，白色顆粒W-靠近背電極34。然后再施加一長度非常短的負(fù)脈沖，使青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+移動離開前電極32。然而，由于青色顆粒+C+ 具有更大的遷移率，它們會比品紅色顆粒M+更快速地離開前電極32，從而使留下的品紅色顆粒M+可以透過前電極32被看到，且遮掩住了青色顆粒+C+、白色顆粒W-和流體125的黃色。短、負(fù)脈沖的持續(xù)時(shí)間被選擇為使得光穿過流體125的經(jīng)過長度非常短，以至于流體的黃色無法對品紅色顆粒M+的品紅色造成任何實(shí)質(zhì)性的污染。當(dāng)然，該短、負(fù)脈沖還可以使白色顆粒W-移動離開背電極34，但這對彩色顯示沒有影響。
為了形成圖ID所示的黃色，首先施加一負(fù)脈沖，其帶來與圖IA所示的基本相同的情況，其中白色顆粒W-靠近前電極32，青色+C+和品紅色M+顆?？拷畴姌O34)。然后再施加比該負(fù)脈沖更短的正脈沖，從而使白色顆粒W-移動離開前電極32，并使青色+C+和品紅色M+顆粒移動離開背電極34?？刂普}沖的長度使得白色顆粒W-比青色+C+和品紅色顆粒更靠近前電極32，但在白色顆粒W-和前電極32之間有一段相當(dāng)大的距離。從而使白色顆粒W-如圖ID所示的掩蓋住青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+。然而，與圖IA的情況不同的是，圖ID中的白色顆粒與前電極32間隔一段相當(dāng)大的距離，并且該白色顆粒充當(dāng)一漫反射體，使穿過前電極32進(jìn)入的光，經(jīng)過黃色流體125后被反射回來，并穿過黃色流體125和前電極32。由于此光穿過黃色流體125的經(jīng)過長度相當(dāng)大，因此顯示出黃色。
為了形成圖IE所示的紅色狀態(tài)，首先施加一長度相對較長的正脈沖，就像圖IC 中所使用的長、正脈沖，使青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+ 二者均靠近前電極32，白色顆粒 W-靠近背電極34。接下來，再施加一長度比初始正脈沖長度更短但比圖IC施加的負(fù)脈沖長度更長的負(fù)脈沖，使品紅色顆粒M+最靠近前電極32，并掩蓋青色顆粒+C+和白色顆粒W-。 然而，最后的負(fù)脈沖仍使品紅色顆粒M+與前電極32之間間隔一段相當(dāng)大的距離，從而，出于以上關(guān)于圖ID討論過的相似的理由，使顯示器的顯示狀態(tài)受被品紅色顆粒M+反射的光穿過黃色染料情況的影響，因此顯示器的顯示狀態(tài)是黃色染料吸收和品紅色反射的組合， 最終獲得紅色顯示狀態(tài)。
為了形成圖IF所示的綠色狀態(tài)，首先施加一長度相對較長的負(fù)脈沖，就像圖IA所使用的長、負(fù)脈沖，使白色顆粒W-靠近前電極32，青色+C+和品紅色M+顆粒靠近背電極34。 接下來，再施加一非常短的正脈沖。該正脈沖使青色顆粒+C+向前移動直到它們到達(dá)白色顆粒W-的前面，而白色顆粒W-則從前電極32向后移動。該正脈沖還使品紅色顆粒M+向前移動，但其移動速率比青色顆粒+C+慢。最終的情況與圖IB所示的類似盡可能多的青色顆粒+C+最靠近前電極32，并掩蓋了白色顆粒W-和品紅色M+顆粒。然而，在圖IF所示的情況中，青色顆粒與前電極32之間間隔一段距離，該距離足以使流體125的黃色染料形成相當(dāng)大的吸收。因此，出于參照圖IE討論過的相似的理由，圖IF中顯示器的顯示狀況是黃色染料與青色反射的組合，獲得綠色顯示狀態(tài)。
為了形成圖IG所示的藍(lán)色狀態(tài)，施加一長的負(fù)脈沖，就像圖IC所使用的長的正脈沖以及圖IE使用的第一個(gè)脈沖，使青色+C+和品紅色M+顆?？拷半姌O32，白色顆粒 W-靠近背電極34。注意，圖IG所示的情況存在兩種不同的反射機(jī)制。如果光僅被一個(gè)顆粒反射，那么青藍(lán)色和品紅色顆粒的反射組合將呈現(xiàn)給人眼以淺藍(lán)色。然而，如果光被至少一個(gè)青藍(lán)色顆粒和一個(gè)品紅色顆粒反射，那么光將呈現(xiàn)出深藍(lán)色。由于所示出的被電泳媒質(zhì)散射的絕大部分光具有多重反射，圖IG所示的情況得到的是具有良好飽和度的藍(lán)色。
最后，為了顯示出圖IH所示的黑色狀態(tài)，施加長的負(fù)脈沖，形成圖IG所示的情況， 然后施加短的負(fù)脈沖。該短的負(fù)脈沖使青色+C+和品紅色M+顆粒移動離開前電極32，從而 (出于參照圖1D、1E和IF已討論的相似的理由)混合了流體125的黃色和圖IG所示的藍(lán)色反射，最終獲得四色黑(process black)的顯示狀態(tài)。
圖2A至圖2H示意了與圖IA至圖IH大體相似的顯示，但青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+是透光的而非反光的。采用透光而非反光的顆粒需要改變顆粒在某些光學(xué)狀態(tài)下的位置，因?yàn)橥腹獾膸w粒并不能遮擋“更后面”(即更靠近背電極34)的顆粒顏色，因此一些光學(xué)狀態(tài)下，需要小心控制白色顆粒W-的位置以保證形成這種遮擋。
圖2A示出了顯示器的白色狀態(tài)。該白色狀態(tài)與圖IA所示的狀態(tài)相同而且是通過一樣的方式實(shí)現(xiàn)的；由于在該顯示器狀態(tài)中，白色顆粒W-遮蓋了青色顆粒+C+和品紅色顆粒M+，使用透光的而非反光的青色顆粒和品紅色顆粒并不會使顯示器的顯示狀態(tài)有任何不同。
圖2B示出了顯示器的青色狀態(tài)。該顯示器狀態(tài)與圖IB所示的不同之處在于，需要把白色顆粒W-置于緊靠青色顆粒+C+的后面，這是為了讓白色顆粒遮擋品紅色顆粒M+。 穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過透光的青色顆粒，然后被白色顆粒反射，回到并經(jīng)過青色顆粒，再穿過前電極回到顯示器之外。為了避免由黃色造成的對青色的污染(從而造成顯示的顏色向綠色漂移)，讓白色顆粒緊靠在青色顆粒的后面是很重要的，這樣使沿上述路徑行進(jìn)的光不必經(jīng)過一段相當(dāng)長的穿過黃色流體125的距離。
假設(shè)青色顆粒+C+的電泳遷移率比品紅色顆粒M+的電泳遷移率高得多，且品紅色顆粒和白色顆粒的電泳遷移率的絕對值相當(dāng)，通過以下驅(qū)動方式可以得到圖2B所示的顯示狀態(tài)首先將顯示器驅(qū)動到圖2A所示狀態(tài)，然后向背電極34施加正脈沖，該正脈沖正好足以將青色顆粒驅(qū)動至前電極32且驅(qū)動白色顆粒離開該前電極一段較短的距離。
圖2C示出了顯示器的品紅色光學(xué)狀態(tài)。該狀態(tài)與圖2B所示的青色狀態(tài)基本相似， 但在圖2C中品紅色顆?？拷半姌O32，青色顆粒靠近背電極34。品紅色光學(xué)狀態(tài)以與青色光學(xué)狀態(tài)極其相似的方式工作；穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過透光的品紅色顆粒， 然后被白色顆粒反射，回到并經(jīng)過品紅色顆粒，再穿過前電極回到顯示器之外。為了避免由黃色造成的對品紅色的污染(從而造成顯示的顏色向紅色漂移)，讓白色顆粒緊靠在品紅色顆粒的后面是很重要的，這樣使沿上述路徑行進(jìn)的光不必經(jīng)過一段相當(dāng)長的穿過黃色流體 125的距離。
圖2D示出了顯示器的黃色光學(xué)狀態(tài)。該狀態(tài)與圖ID所示的黃色狀態(tài)相同，可以使用相同的驅(qū)動脈沖形成，并且以相同的方式形成黃色；穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過黃色流體125，被白色顆粒反射后，回到并穿過黃色流體，再穿過前電極32。
圖2E示出了顯示器的紅色光學(xué)狀態(tài)。顆粒在該紅色光學(xué)狀態(tài)中的位置與圖IE所示的相似紅色狀態(tài)相同，并且該紅色狀態(tài)可以使用圖IE中相同的驅(qū)動脈沖形成。然而，圖 2E中實(shí)際形成紅色的方式與參照圖IE所描述的方式略有不同。在圖2E中，穿過前電極32 進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過黃色流體125和透光的品紅色顆粒，并被白色顆粒反射，回到并穿過品紅色顆粒和黃色流體125，再穿過前電極，從而在顯示器上形成紅色的顯示狀態(tài)。
圖2F示出了顯示器的綠色光學(xué)狀態(tài)。顆粒在該綠色光學(xué)狀態(tài)中的位置與圖IF所示的相似綠色狀態(tài)相同，并且該綠色狀態(tài)可以使用與圖IF中相同的驅(qū)動脈沖形成。然而， 在圖2E所示的紅色光學(xué)狀態(tài)中，實(shí)際形成綠色的方式與參照圖IF所描述的方式略有不同。 在圖2F中，穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過黃色流體125和透光的青色顆粒，并被白色顆粒反射，回到并穿過青色顆粒和黃色流體125，再穿過前電極，從而在顯示器上形成綠色的顯示狀態(tài)。
圖2G示出了顯示器的藍(lán)色光學(xué)狀態(tài)，其與圖IG所示的相應(yīng)藍(lán)色狀態(tài)的不同之處在于，白色顆粒處于相對更接近前電極的位置，緊靠在青色和品紅色顆粒的混合層之后。在圖2G中，穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過黃色流體125和透光的品紅色和青色顆粒，并被白色顆粒反射，回到并穿過品紅色和青色顆粒，再穿過前電極，從而在顯示器上形成綠色的顯示狀態(tài)。
最后，圖2H示出了顯示器的一種可能的黑色狀態(tài)，該黑色狀態(tài)在顆粒位置方面與圖IH所示的相同。然而，形成該黑色狀態(tài)的方式與以上關(guān)于圖IH所描述的方式略有不同。 在圖2H中，穿過前電極32進(jìn)入顯示器的光經(jīng)過透光的品紅色顆粒、透光的青色顆粒和黃色流體125，使得光在到達(dá)靠近背電極34的白色顆粒前，基本上被全部吸。任何達(dá)到白色顆粒的光將被反射，回到并再次穿過透光的品紅色顆粒、透光的青色顆粒和黃色流體125，使得基本上沒有光從前電極32射出，從而顯示出黑色光學(xué)狀態(tài)。應(yīng)該注意，在該黑色光學(xué)狀態(tài)中，如果青色和品紅色顆粒都比白色顆粒更靠近前電極，那么這兩種顆粒的位置會相當(dāng)自由；因?yàn)辄S色流體125、青色顆粒和品紅色顆粒都是透光的，這基本上與入射光遇到黃色流體及這兩種顆粒的準(zhǔn)確順序不相關(guān)，所以如果青色和品紅色顆粒比白色顆粒更靠近前電極，這兩種顆粒的位置是可變化的。例如，在圖2A至圖2H所示的顯示器中，圖IG所示的顆粒位置會得到黑色光學(xué)狀態(tài)。
可以看出，圖IA至圖IH和圖2A至圖2H所示的顯示器都能在它們整個(gè)顯示區(qū)域上顯示出白色、黑色、青色、品紅色、黃色、紅色、綠色和藍(lán)色。如前面說明，采用RGB彩色濾光陣列的顯示器僅能在它們?nèi)种坏娘@示區(qū)域上顯示紅色、綠色和藍(lán)色，在整個(gè)顯示區(qū)域上顯示黑色，在三分之一的顯示區(qū)域上顯示等同于白色的四色白(process white)。類似地，采用RGBW彩色綠光陣列的顯示器僅能在它們四分之一的顯示區(qū)域上顯示紅色、綠色和藍(lán)色，在整個(gè)顯示區(qū)域上顯示黑色，在二分之一的顯示區(qū)域上的顯示等同于白色的四色白。 但在圖IA至圖IH和圖2A至圖2H所示的顯示器的白色狀態(tài)明顯比基于彩色濾光片的任何顯示器的白色狀態(tài)更好，而且也改善了紅色、綠色和藍(lán)色狀態(tài)。另外，在圖IA至圖IH和圖 2A至圖2H所示的顯示器的白色狀態(tài)明顯比前述的美國專利第7，791，789號中圖6至圖9 所示的多顆粒顯示器的白色狀態(tài)更好，后者取決于等同于在三分之一的顯示區(qū)域上的白色的四色白。
在一些情況下，可能很難獲得所需的具有期望顏色和相對電泳遷移率的帶顏色顆粒，從而利用簡單的驅(qū)動脈沖的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)圖IA至圖IH和圖2A至圖2H所示的每個(gè)光學(xué)狀態(tài)。在這種情況下，可以按美國專利申請公開第2006/0202949號中所述的，適當(dāng)?shù)夭捎弥辽僖环N電泳遷移率隨所施加的電壓變化而變化的顆粒，使通過調(diào)節(jié)所使用的驅(qū)動電壓改變兩種顆粒的相對電泳遷移率。由于本發(fā)明顯示器中所用的顆粒可以具有電壓依賴性的遷移率，因此此處提到的具有不同電泳遷移率的顆粒應(yīng)被理解為包括那些在顯示器所使用的至少一個(gè)驅(qū)動電壓下具有不同電泳遷移率的顆粒，其中顯示器包含該顆粒。1權(quán)利要求
1.一種多色電泳媒質(zhì)，包括第一、第二和第三種顆粒，所述顆粒具有基本不重疊的電泳遷移率并具有彼此不同的第一、第二和第三顏色，所述顆粒被分散在具有與第一、第二和第三顏色都不同的第四顏色的流體中，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有白色。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述第一、第二、第三和第四顏色為任一順序的青色、品紅色、黃色和白色。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中兩種非白色的顆粒為透光的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中兩種非白色的顆粒為反光的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有一種極性的電荷，另兩種顆粒具有相反極性的電荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電泳媒質(zhì)，其中所述具有一種極性的電荷的顆粒的顏色為白色。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述第四顏色為黃色。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述第一種顆粒的顏色為白色且具有一種極性的電荷，所述第二種顆粒的顏色為青色且具有與白色顆粒相反極性的電荷，所述第三種顆粒的顏色為品紅色且具有與白色顆粒相反極性的電荷，所述流體的顏色為黃色。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，還包括囊壁，所述流體和顆粒被保持在該囊壁中。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電泳媒質(zhì)，還包括多個(gè)囊和圍繞該囊的聚合物粘合劑，所述流體和顆粒被保持在該囊中。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述顆粒和所述流體表現(xiàn)為分散在聚合物材料的連續(xù)相中的多個(gè)離散的微滴。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)，其中所述顆粒和所述流體被保持在于載體媒質(zhì)中形成的多個(gè)腔中。
13.—種電泳顯示器，包括權(quán)利要求I所述的電泳媒質(zhì)和至少一個(gè)電極，其中該至少一個(gè)電極被布置為靠近該電泳媒質(zhì)并被設(shè)置用以施加電場到該媒質(zhì)。
14.一種包括權(quán)利要求14所述的顯示器的電子書閱讀器、便攜式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、 手機(jī)、智能卡、標(biāo)牌、表、貨架標(biāo)簽或閃存驅(qū)動器。
15.一種驅(qū)動多色電泳顯示器的方法，其中多色電泳顯示器包含至少第一、第二和第三種顆粒，所述顆粒具有基本不重疊的電泳遷移率并具有各自的第一、第二和第三顏色，所述第一、第二和第三顏色彼此不同，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有白色，所述顆粒被分散在具有與第一、第二和第三顏色均不同的第四顏色的流體中，該顯示器還包括形成該顯示器的觀看面的第一電極和所述流體的在與第一電極相對側(cè)上的第二電極，所述方法包括將所有三種顆粒帶到靠近所述第一電極和第二電極中的一個(gè)電極；在第一電極和第二電極之間施加電場以使至少一種顆粒移動離開所述一個(gè)電極，由此將三種顆粒中期望的一種顆粒置于靠近觀看面；以及在第一電極和第二電極之間施加電場以使所有三種顆粒移動離開所述第一電極，由此在觀看面顯示流體的第四顏色。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一、第二、第三和第四顏色可為任一順序的青色、品紅色、黃色和白色。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一、第二和第三種顆粒之一具有一種極性的電荷，另兩種顆粒具有相反極性的電荷。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述具有一種極性的電荷的顆粒的顏色為白色。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第四顏色為黃色。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一種顆粒的顏色為白色且具有一種極性的電荷，所述第二種顆粒的顏色為青色且具有與白色顆粒相反極性的電荷，所述第三種顆粒的顏色為品紅色且具有與白色顆粒相反極性的電荷，所述流體的顏色為黃色。
全文摘要
公開了一種多色電泳媒質(zhì)，包含第一、第二和第三種顆粒，所述顆粒具有基本不重疊的電泳遷移率并具有三種不同的顏色，其中一種為白色。所述顆粒被分散在具有第四顏色的流體中。還公開了一種驅(qū)動這種顯示器的方法。
文檔編號G02F1/167GK102939561SQ201180014377
公開日2013年2月20日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者R·J·小波利尼, G·G·哈里斯, J·D·艾伯特, B·科米斯基 申請人:伊英克公司