電光顯示器的製作方法
2023-05-21 16:33:11
專利名稱：電光顯示器的製作方法
電光顯不器本申請是申請號為201010513733. 7.申請日為2004年10月22日、同題的申請的
分案申請。本發明涉及電光顯示器以及用於生產這種顯示器的方法和器件。如以下描述所顯而易見的，本發明的一些方面限於電泳顯示器，而其他方面可使用其他類型的電光顯示器。更具體地說，本發明涉及(a)具有粘合劑的電光介質和顯示器，所述粘合劑還可以作為疊層膠粘劑；(b)用於形成柔性顯示器的方法；(c)彩色電光顯示器；(d)用於形成電光顯示器的方法和器件；和(e)用於製造由具有不同熱膨脹係數的材料形成的混合顯示器的方法。本申請與以下專利和已經公開的申請相關，讀者參考這些以獲得更詳細的背景資料(a)美國專利申請公布No. 2002/0180688(參見相關的國際申請W099/53373)；(b)美國專利申請公布 No. 2004/0136048 ；(c)美國專利申請公布No. 2004/0027327(參見相關的國際申請TO03/104884)；(d)美國專利申請公布No. 2004/0155857(參見相關的國際申請WO2004/023195)；(e)美國專利 No. 6124851 ；(f)美國專利 No. 6721083 ；(g)美國專利 No. 6538801 ；(h)美國專利 No. 6323989 ；(i)美國專利 No. 6422687 ;和
(j)美國專利 No. 6120588。在本發明的顯示器中，在電光介質具有固體外表面的意義上，儘管介質可以並且經常的確具有內部液體或氣體填充的空間，以及在使用這種電光介質裝配顯示器的方法的意義上，電光介質(當非電泳電光介質時)將典型地是一種固體(這種顯示器可以下為方便起見稱為「固體電光顯示器」)。因而，術語「固體電光顯示器」包括封裝的電泳顯示器、封裝的液晶顯示器及下述其他類型的顯示器。如應用於材料或顯示器的術語「電光」，在本文中以其在成像技術領域中常規意義使用，以指具有第一和第二顯示狀態的材料，所述顯示狀態在至少一個光學性質方面不同，通過對該材料施加電場，該材料從其第一顯示狀態變化為其第二顯示狀態。儘管光學性質典型地是人眼可感覺到的色彩，但它可是另一種光學性質，如光傳輸、反射率、發光，或者就意圖機讀的顯示器來說，在可見區外電磁波長反射率方面變化的意義上的偽色。術語「雙穩態的」和「雙穩定性」在本文中以其在本領域中常規意義使用，是指包括具有第一和第二顯示狀態的顯示元件的顯示器，所述顯示狀態在至少一個光學性質方面不同，使得在任何給定的元件通過有限持續時間的尋址脈衝驅動後，呈現其第一或者第二顯示狀態，在該尋址脈衝終止以後，那個狀態將持續至少若干次，例如至少四次，改變顯示元件狀態所要求的尋址脈衝的最小持續時間。在美國專利申請公布No. 2002/0180687中表明一些可具有灰度標的粒子型電泳顯示器不僅在其極限黑白狀態中是穩定的，而且在其中間灰色狀態中也是穩定的，並且其它類型的電光顯示器的情況也是一樣的。這類顯示器恰當地稱作「多穩態的」而不是雙穩態的，不過為方便起見，可在本文中使用術語「雙穩態的」以涵蓋雙穩態和多穩態顯不器。幾種類型的電光顯示器是已知的。一種類型的電光顯示器是旋轉雙色構件型，如在以下文獻中描述美國專利 Nos. 5808783、5777782、5760761、6054071、6055091、6097531、6128124、6137467和6147791 (不過這類顯示器經常被稱為「旋轉雙色珠」顯示器，由於更準確，術語「旋轉雙色構件」是優選的，因為上述一些專利中，旋轉構件不是球形的)。這種顯示器使用大量小的物體(典型地是球形或圓柱形)，所述物體具有兩個或更多不同光學特性的段，和內部偶極子。這些物體在基質內懸浮在液體填充的液泡內，該液泡充滿液體以便該物體任意旋轉。向顯示器施加電場，因此使這些物體旋轉到不同的位置並且改變物體段的通過觀察表面所見內容，從而改變顯示器的顯現。這類電光介質典型地是雙穩態的。 另一種類型的電光顯示器使用電致色介質，例如以納米發色(nanochromic)薄膜形式的電致色介質，其包括至少部分地由半導金屬氧化物形成的電極和被連接到該電極的能夠可逆變色的多個染料分子；見，例如0' Regan，B.，等人，Nature 1991，353，737 ;和Wood,D.，Information Display, 18 (3), 24 (2002年 3 月)。還見Bach,U.，等人,Adv. Mater.，2002，14 (11)，845。這種類型的納米發色薄膜還描述在，例如，美國專利No. 6301038，國際申請公開No. W001/27690和美國專利申請2003/0214695。這類電光介質也典型地是雙穩態的。另一種類型的電光顯示器(其多年來已經是大量研究與開發的主題)是粒子型電泳顯示器，其中多個帶電粒子在電場影響下通過懸浮液。當與液晶顯示器相比，電泳顯示器可具有優良的亮度和對比度、寬視角、狀態雙穩定性和低電耗的特徵。然而，與這些顯示器長期圖像質量相關的問題已經妨礙其廣泛的使用。例如，構成電泳顯示器的粒子常常沉澱，導致這些顯示器不足的使用壽命。許多被轉讓於麻省理工學院(MIT)和E Ink公司或者以其名義的專利和申請最近被公開，其描述了封裝的電泳介質。這種封裝的介質包括許多小囊，每個小囊本身包括內相和囊壁，其中內相包含懸浮在液體懸浮介質中的可電泳移動的粒子，囊壁圍繞該內相。典型地，囊本身固定在聚合物粘合劑內以形成位於二個電極之間的粘附層。這類封裝介質描述於，例如，美國專利 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 ； 6 7 2 7881 ；6738050 ；6750473 ;和 6753999 ；以及美國專利申請公開 Nos.2002/0019081 ；2002/0021270 ；2002/0060321 ；2002/0060321 ；2002/0063661 ；2002/0090980 ；2002/01 13770 ；2002/0 130832 ；2002/0 13 1147 ； 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 ； 2003/015 1702 ； 2003/0214695 ； 2003/0214697 ；2003/0222315 ； 2004/0008398 ； 2004/00 12839 ； 2004/0014265 ； 2004/0027327 ；2004/0075634 ；2004/0094422 ；2004/0105036 ；2004/0112750 ；和 2004/0119681 ;和國際申請公 Jf Nos. W099/67678 ；W0 00/05704 ；W000/38000 ；W0 00/38001 ；W000/36560 ；W000/67110 ；W000/67327 ；W001/07961 ；W001/08241 ；W003/107315 ；W02004/023195 ；和W02004/049045.已知的電泳介質，封裝的和未封裝的，可被分成兩個主要類型，以下為方便起見分別稱為「單粒子」和「雙粒子」。A單粒子介質只具有單個類型的懸浮在懸浮介質中的電泳粒子，懸浮介質的至少一個光學特性不同於粒子的光學特性。(在談及單個類型的粒子中，我們不意味著該類型的全部粒子絕對地相同。例如，假如該類型的全部粒子具有基本上相同的光學特性和相同極性的電荷，在不影響介質效用的條件下，參數如粒度和電泳遷移率 的明顯變化是可以允許的。)當這種介質被放置在一對電極間時，至少其中之一是透明的，取決於二個電極的相對電勢，介質可顯示該粒子的光學特性(當該粒子鄰近於靠近觀察者的電極，在下文稱「前」電極)或該懸浮介質的光學特性(當該粒子鄰近於遠離觀察者的電極，在下文稱「後」電極，以便粒子通過懸浮介質而隱藏)。雙粒子介質具有兩個不同類型的粒子以及懸浮液，所述粒子在至少一個光學特性方面不同，所述懸浮液可是未著色的或著色的，但其典型地是未著色的。該兩個類型的粒子在電泳遷移率方面不同；在遷移率上的這種差異可以是在極性(此類型在下文可稱為「相反電荷雙粒子」介質)和/或數量方面。當這種雙粒子介質被放置在上述一對電極之間，取決於該二個電極的相對電勢，介質可顯示任一類粒子的光學特性，儘管這種實現的具體方式的不同取決於遷移率的差異是在極性方面還是在數量方面。便於說明，考慮一種電泳介質，其中一個類型的粒子是黑色而另一個類型是白色。如果兩個類型的粒子在極性方面不同(若，例如，黑色粒子是帶正電，白色粒子帶負電)，這些粒子將被吸引到兩個不同的電極，結果若，例如，相對於後電極，前電極是負極，黑色粒子將被吸引到前電極而白色粒子被吸引到後電極，結果該介質將向觀察者呈現黑色。相反地，如果前電極相對於後電極是正極，白色粒子將被吸引到前電極而黑色粒子被吸引到後電極，結果介質將向觀察者呈現白色。如果兩個類型的粒子具有相同極性的電荷，但是在電泳遷移率方面不同(這類介質可在下文稱為「相同極性的雙粒子」介質)，兩個類型的粒子將被吸引到相同的電極，但是一種類型將比另一種類型先到達電極，結果面向觀察者的類型取決於粒子所被吸引到的電極而不同。例如假定，改變上述實例使得黑白粒子帶正電，但黑色粒子具有更高的電泳遷移率。如果現在前電極相對於後電極是負極，黑白粒子將被吸引到前電極，但黑色粒子，因為其更高的遷移率，將首先到達前電極，結果黑色粒子層將塗敷前電極而該介質將向觀察者呈現黑色。相反地，如果前電極相對於後電極是正極，黑白粒子將被吸引到後電極，但該黑色粒子，因為其更高的遷移率，將首先到達後電極，結果黑色粒子層將塗敷後電極，使得白色粒子層遠離後電極而面對觀察者，結果該介質將向觀察者呈現白色這類雙粒子介質要求懸浮液是足夠透明的使得白色粒子層遠離後電極而容易地使觀察者可見。典型地，在這種顯示器中的懸浮液根本不是著色的，但一些色料可被結合，為了修正在通過其所見的白色粒子中任何不合需要的色澤。單粒子和雙粒子電泳顯示器可能夠具有中間灰色狀態，該灰色狀態具有介於兩個已述極限光學狀態中間的光學特性。一些上述專利而公開的申請公開了封裝的電泳介質，其在每個囊內具有三個或更多不同類型的粒子。對本申請來說，這種多粒子介質被認為是雙粒子介質的亞類。許多上述專利和申請承認在封裝的電泳介質中圍繞離散的微膠囊的壁可被連續相代替，因而製造一種所謂的聚合物-分散的電泳顯示器，其中電泳介質包括多個離散的電泳流體的小滴和聚合物材料的連續相，而且在這種聚合物-分散的電泳顯示器內的電泳流體的離散小滴可被認為是囊或微膠囊，即使無離散囊膜與每個單獨的小滴相聯繫；見例如，上述2002/0131147。因此，對本申請來說，這種聚合物-分散的電泳介質被認為是封裝的電泳介質的亞類。一種電泳顯示器相關類型是所謂的「微單元電泳顯示器」。在微單元電泳顯示器中，帶電粒子和懸浮液不是封裝在微膠囊內，而是保持在多個形成在載體介質內的腔中，典型地是聚合物薄膜。見，例如，國際申請公開NO.W002/01281，和公開的US申請No. 2002/0075556，均轉讓於 Sipix Imaging, Inc。儘管電泳介質常常是不透明的(因為，例如，在許多電泳介質中，粒子基本上阻斷可見光透射通過顯示器)並且以反射方式運轉，許多電泳顯示器可被製造以所謂的「快門模式」運轉，其中一個顯示狀態基本上是不透明的而一個是透光的。見，例如，上述美國專利 Nos. 6130774 和 6172798，以及美國專利 Nos. 5872552 ；6144361 ；6271823 ；6225971 和6184856。介電電泳顯不器,其類似於電泳顯不器但依靠電場強度的變化，可以類似的方式運轉；見美國專利No. 4418346。其他類型的電光顯示器也可能夠以快門模式操作。封裝的或微單元電泳顯示器一般不遭受傳統電泳裝置的聚簇和沉澱的失效方式 並且提供了另外的優點，如能夠在多種的柔性和剛性基底上印刷或塗敷顯示器。(使用單詞「印刷」意圖包括全部的印刷和塗敷形式，包括但不局限於預計量式塗敷如片狀模式塗敷(patch die coating)、縫式或擠壓式塗布、斜板式或階流式塗布、幕簾塗布；棍式塗布如羅拉刮刀塗布(knife over roll coating)、正反向棍式塗布；照相凹版式塗敷；浸潰塗敷；噴塗；彎月形塗敷(meniscus coating);旋塗；刷塗；氣刀塗布；絲網印刷方法；靜電印刷方法；熱敏列印方法；墨噴印刷方法；及其他相似的技術。)因而，所得的顯示器可是柔性的。進一步，因為(使用多種方法)可印刷顯示器介質，該顯示器本身可廉價地製造。電光顯示器通常包括電光材料層和至少兩個其他層，其配置在電光材料的相對側面上，這兩個層之一是電極層。在大多數這種顯示器中，兩個層都是電極層，並且電極層的一個或兩個被構圖以限定顯示器的像素。例如，一個電極層可被構圖為延伸的行電極並且另一個被構圖為與該行電極成直角運轉的延伸的列電極，像素由行電極和列電極的交叉點限定。或者，更通常地，一個電極層具有單個連續電極形式，另一個電極層被構圖為像素電極的基質，其每個限定顯示器的一個像素。在另一種類型的電光顯示器中，其意圖與觸筆、印刷頭或相似的與顯示器分離的可移動電極一起使用，鄰近電光層的層中僅僅一層包括電極，在該電光層的相對側面上的層一般地是保護層，其意圖防止可移動電極損害該電光層。製造三層電光顯示器通常包括至少一個層壓操作。例如，在數個上述MIT和E Ink專利和申請中，描述了一種製造封裝的電泳顯示器的方法，其中在粘合劑中包括囊的封裝的電泳介質被塗敷到柔性基底上，所述柔性基底包括銦-錫-氧化物(ITO)或相似的導電塗層(其用作最終顯示器的一個電極)塗敷到塑料薄膜上，該囊/粘合劑塗層被乾燥以形成電泳介質的粘附層，其緊緊粘附於基底。單獨地，製備背平面，其包含像素電極陣列和適當的導體配置以連接像素電極而驅動電路。為形成最終顯示器，使用疊層膠粘劑，其上具有囊/粘合劑層的基底被層壓至背平面。(通過用簡單保護層如塑料薄膜(觸筆或其他可移動電極可在其上滑動)代替背平面，非常相似的方法可用於製備可與觸筆或相似的可移動電極一起使用的電泳顯示器。)在這樣方法的一個優選的形式中，背平面本身是柔性的並且可通過將像素電極和導體印刷在塑料薄膜或其他柔性基底上而製備。顯而易見的由這個方法用於批量生產顯示器的層壓技術是使用疊層膠粘劑的輥式層壓。相似的製造工藝可用於其他類型的電光顯示器。例如，微單元電泳介質或旋轉雙色構件介質可以以基本上與封裝的電泳介質相同的方式被層壓至背平面。如上述2004/0027327中所述，許多用於固體電光顯示器的器件和用於製造這種顯示器的方法源自於液晶顯示器(LCD' s)中所用的技術，這種液晶顯示器當然也是電光顯示器，儘管使用液體而不是固體介質。例如，固體電光顯示器可使用有源基質背平面(其 包括電晶體或二極體的列陣和相應的像素電極陣列)和在透明基底上的「連續」前電極(就在多個像素和典型地全部顯示器上延伸的電極而言)，這些器件基本上與LCD' s中的相同。然而，用於裝配IXD' s的方法不能用於固體電光顯示器。裝配IXD' s通常是在單獨的玻璃基底上形成背平面和前電極，然後將這些器件粘附固定在一起，在它們之間留下小孔，在真空條件下將所得配件放置以及將配件浸入液晶浴中，以便液晶流過背平面和前電極之間的孔。最後，液晶被置於適當的位置，密封孔以提供最終顯示器。這種IXD裝配工藝不能輕易地轉移到固體電光顯示器。因為電光材料是固體，在背平面和前電極這兩個整體彼此固定前，電光材料必須存在於背平面和前電極之間。此外，液晶材料被簡單地放置在前電極和背平面之間而不連接到任何一個，而與液晶材料相反，固體電光介質通常需要固定至兩者，因為這通常比以下方法容易在含電路的背平面上形成介質和然後將前電極/電光介質層壓到該背平面(通過用膠粘劑覆蓋電光介質的全部表面並且在熱和壓力以及也許真空的條件下層壓)。如上述美國專利No. 6312304所述，製造固體電光顯示器還存在以下問題光學器件(電光介質)和電子器件(在背平面中)具有不同的性能標準。例如，期望光學器件最優化反射率、對比率和響應時間，而期望電子器件最優化導電性、電壓-電流關係和電容，或期望具有記憶、邏輯或其他高階的電子器件能力。因此製造光學器件的方法對於製造電子器件未必是理想的，反之亦然。例如，製造電子器件的方法可包括在高溫加工。該加工溫度可約300°C -約600°C。然而，許多受到這種高溫的光學器件可由化學分解電光介質或由引起機械損傷而有害於光學器件。此專利描述了製造電光顯示器的方法，其包括提供調節層(包括第一基底和鄰近第一基底所提供的電光材料)，當施加電場時該調節層能夠改變視覺狀態；提供像素層(包括第二基底、在第二基底正面上所提供的多個像素電極和在第二基底後表面上所提供的多個接觸墊)，每個像素電極通過貫穿第二基底的通路連接到接觸墊；提供電路層(包括第三基底和至少一個電路元件)；層壓調節層、像素層和電路層以形成電光顯示器。電光顯示器常常是昂貴的；例如，可攜式計算機中的彩色LCD的成本典型地佔計算機的全部成本的很大比例。因為電光顯示器的用途波及裝置如蜂窩式電話和個人數字助理(PDA' S)，遠遠不如可攜式計算機昂貴，所以存在著降低這種顯示器成本的巨大壓力。正如以上的討論，通過印刷技術在柔性基底上形成一些固體電光介質層的能力開闢了降低顯示器電光器件成本的可能性，這通過利用銅版紙、聚合物薄膜和類似介質的生產所用的工業設備，使用批量生產工藝如卷對卷(roll-to-roll)塗敷而實現。然而，這種設備是昂貴的並且目前銷售電光介質的地區或許不能勝任調整專用設備，因此典型地可需要將塗布過的介質從工業塗布車間輸送到用來最後裝配電光顯示器的車間而不損害較脆的電光介質層。此外，大多數用於最終層壓電泳顯示器的現有技術方法基本上是間歇方法，其中電光介質、疊層膠粘劑和背平面只恰恰在最後裝配前被放在一起，期望提供更佳適於批量生產的方法。上述2004/0027327描述裝配固體電光顯示器的方法(包括粒子型電泳顯示器)，其很適於批量生產。本質上，此未決申請描述所謂的「前平面疊層」(「FPL」)其順次包括透光的導電層；與導電層電接觸的固體電光介質層；膠粘劑層和釋放片層。典型地，透光的 導電層將攜帶在透光基底上，該透光基底優選是柔性的(在基底可手工卷繞於直徑為10英寸(254mm)的鼓而沒有永久變形的意義上)。在此未決的申請和本文中，術語「透光的」意思指由此指定的層發射足夠的光以使觀察者，透過該層看去，能夠觀察電光介質顯示狀態的變化，所述變化將通常通過導電層和鄰近的基底(如果存在)觀看。基底將典型地是聚合物薄膜，將通常具有約I-約25mil (25-634 μ m)的厚度，優選約2-約IOmil (51-254 μ m)。導電層適宜的是例如鋁或I TO的薄金屬層或可為導電聚合物。塗有鋁或ITO的聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜是可以市購的，例如獲自E. I.du Pont de Nemours & Company,Wilmington DE的「鍍招的Mylar」 ( 「Mylar」是註冊商標)，這種工業材料可被使用而具有優良的前平面疊層的效果。使用這種前平面疊層裝配電光顯示器可通過從前平面疊層除去釋放片層並且在有效引起膠粘劑層粘附於背平面的條件下使膠粘劑層與背平面接觸而進行，從而將膠粘劑層、電光介質層和導電層固定到背平面。這個方法十分適合於批量生產，因為前平面疊層可被批量生產，典型地使用卷對卷塗布技術，然後切割成任何與具體背平面使用所需大小的碎片。上述2004/0027327還描述在將前平面疊層結合入顯示器前檢測前平面疊層中電光介質的方法。在這種檢驗方法中，釋放片層具有導電層，並且在此導電層和在電光介質相對側面上的導電層之間施加足夠改變電光介質光學狀態的電壓。電光介質的觀察於是將顯示介質中的任何缺陷，由此避免將有缺陷的電光介質層壓入顯示器，以及報度全部顯示器的所造成的成本(而不僅僅是該有缺陷的前平面疊層)。上述2004/0027327還描述了檢測前平面疊層中的電光介質的第二方法，其通過在釋放片層上放置靜電電荷，由此在電光介質上形成影像。然後以和先前相同的方式觀察此影像以探測電光介質中的任何缺陷。上述2004/0155857描述一種所謂的「雙重釋放薄膜(double release film)」，其本質上是上述2004/0027327的前平面疊層的簡化型式。雙重釋放片層的一個形式包括夾在兩個膠粘劑層之間的固體電光介質層，一個或兩個該膠粘劑層被釋放片層所覆蓋。雙重釋放片層的另一個形式包括夾在兩個釋放片層之間的固體電光介質層。雙重釋放薄膜的這兩種形式都意圖用於通常類似於已述的由前平面疊層裝配電光顯示器的方法，但包括兩個單獨的疊層；典型地，在第一疊層中，該雙重釋放片層被層壓至前電極以形式前子配件，然後在第二疊層中，該前子配件層壓到背平面以形成最終顯示器。全部上述裝配固體電光顯示器的方法在電光介質和電極中的一個之間留下至少一個疊層膠粘劑層。這是不利的，因為通常期望電光顯示器儘快轉換，並且為實現這種快速轉換，必須提供跨越電光層的儘可能高的電場。疊層膠粘劑層以及電極之間的電光層的存在必然在任何給定的電極間的電壓條件下降低電場對電光層的作用，因為一些電壓降必然出現在疊層膠粘劑層；實際上，疊層膠粘劑層浪費部分有效電壓。儘管人們可以通過增加顯示器的工作電壓(S卩，電極間的電壓差)補償跨越膠粘劑層的電壓降，用這樣的方式增加跨越電極的電壓是不合需要的，因為增加顯示器的功耗，並且可需要使用更複雜的並且昂貴的控制迴路以控制所含的增加的電壓。如已經提到的，在封裝的電泳介質中，電泳層典型地包括圍繞囊的粘合劑，並且使 它們保持機械粘附層的形式。其他形式的固體電光介質可包含類似的粘合劑；例如旋轉雙色構件顯示器的基質可被認為是粘合劑，如可為微單元顯示器的端壁。現已經發現，如果謹慎地選擇此粘合劑的性能和在至少一些情況中存在於電光層中的粘合劑的比例，該粘合劑還可以作為疊層膠粘劑，由此去除對單獨疊層膠粘劑層的需求，並因而在最終顯示器中產生改進的電光性能。因此，在一個方面本發明提供一種具有粘合劑的固體電光顯示器，該粘合劑還作為疊層膠粘劑。本發明的第二個方面涉及柔性顯示器。柔性顯示器技術是許多顯示器應用高度期望的。其中柔性是關鍵因素的一個應用是其中顯示器被用於機械或電傳感裝置上的情況，其中通過機械變形,例如,通過施加轉換或通過機械地改變電容器或壓電傳感器或其他電氣或電子裝置的間距而產生傳感裝置的反應。在這些應用中顯示器的柔量和柔性是決定性的；如果顯示器層太硬，需要更大的力以使傳感器運轉而裝置的有效傳感解析度降低，因為一個以上的敏感元件可能在一個給定點通過加壓而運轉。其中顯示器配件的剛性已被證明重要的應用的一個實例是在電話機鍵區中，其中期望具有在微型開關列陣上的顯示器，所述微型開關由手指壓力操控。塗布在較厚塑料支承上的和使用塑料背平面的目前封裝的顯示器的剛性已經表明使這些鍵區裝配複雜化，並且降低了轉換操作(在關閉轉換時「單擊」)的觸覺感覺。因而，在第二方面中，本發明涉及裝配柔性電光顯示器的方法；這些方法使用略微類似於上述前平面疊層和雙重釋放薄膜的器件。此外，如已經提到的，本發明進一步方面涉及彩色顯示器。與許多電光顯示器有關的問題之一是顯示器每個像素可產生的顏色的受限範圍。正如以上的討論，單粒子和雙粒子類型電泳顯示器通常在每個像素處僅僅顯示兩種顏色，單粒子顯示器中的粒子和懸浮液的顏色，和雙粒子顯示器中的兩個類型的粒子的顏色。一個擴展由常規電光顯示器可獲得的顏色的受限範圍的方法是將濾色器列陣放置於顯示器像素上。例如，考慮將濾色(如紅、綠和藍)器列陣放置在顯示器單獨的像素上對包括黑色流體中的白色粒子的顯示器的影響。將白色粒子移動靠近覆蓋紅色濾光片的像素的觀察表面將使該像素顯現紅色，而將同樣像素的白色粒子移動靠近顯示器的後表面將使該像素顯現黑色。用這種方法產生顏色的主要問題是濾色器的象素化限制了顯示器的亮度。例如，如果期望紅顏色，由紅色濾光片覆蓋的像素被設置呈現紅色，而由綠和藍濾色鏡覆蓋的像素被設置呈現暗色，因此僅僅部分顯示器表面具有期望的顏色而剩餘部分是暗色的，因此限制所獲得的任何顏色的亮度。可具有三個光學狀態(黑色、白色和彩色或黑色、白色和透明)的反射式顯示器將在圖像質量、成本和易於製造方面具有顯著的優勢。本發明的一個方面涉及使用快門模式的電光介質以製造改進的彩色顯示器。此外，如已經提到的，本發明的進一步方面涉及使用如上所述的前平面疊層和雙重釋放薄膜，用於形成電光顯示器的方法和器件。在實際工業高容量的方法中，目前有必要使用熱層壓方法使FPL或雙重釋放薄膜連接到背平面。該背平面可為具有一個或多個圖案化的導電徑跡(conductive trace)的直接驅動分節類型,或者可為非線性電路類型(例如，有源基質)。
在將FPL或雙重釋放薄膜層壓至玻璃有源基質背平面(薄膜電晶體陣列，或縮寫TFT' s)的方法研製期間，遇到許多與傳統層壓設備有關的問題。本發明提供所需的和期望的常規工具的變型，以便於加工FPL' s和玻璃TFT' s上的雙重釋放薄膜。在本文中描述的本發明可用於FPL型或雙重釋放薄膜型顯示器層壓工具的設計，所述顯示器也使用塑料或金屬箔背平面。最後，本發明涉及製造混合顯示器的方法，所述混合顯示器由具有不同熱膨脹係數的材料形成。顯示器電池。電光顯示器可使用兩個玻璃板構造。第一板形成前表面，並且提供用於尋址電光介質的一個或多個電極。第二板形成後表面並且提供用於尋址電光介質的一個或多個電極(並且也許為非線性元件如薄膜電晶體)。理想地，所用形成前後板的材料在某些機械性能如熱膨脹係數(CTE)和相對溼度膨脹係數(CHE)上相似。進一步，在有些情況下，期望材料具有厚度和楊氏模量(Young' s Modulus) (E)所選的組合以便滿足製造的某些要求。在其它情況下，如當使用FPL和玻璃或類似的剛性背平面形成顯示器時，所得的「混合」電光顯示器不可避免地使得顯示器前後「板」的材料在其機械性能上不同。這種混合顯示器在其製造中帶來新的挑戰。例如，使用封裝的電泳FPL和玻璃TFT背平面所構造的顯示器實際上具有層壓至玻璃背平面的塑料前板，其中基本上是異質材料非對稱的堆疊層。作為此構造的結果，顯示器顯示了在傳統玻璃/玻璃顯示器中未發現的機械特徵。特別地，非對稱構造導致與面板溫度或溼度變化有關的複合面板的捲曲(翹曲)。與翹曲有關的應力和張力對這種系統的設計提出了嚴峻挑戰。因此，對面板加工、材料和構造方法存在著一種需要，要求在很寬的工作條件範圍內導致面板具有可接受的性能，而本發明設法滿足這些要求。因此，在一個方面，本發明提供一種製造封裝的電泳顯示器的方法，該方法包括提供電泳介質，其包括多個在聚合物粘合劑中的離散小滴，每個小滴包括多個帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中，並且當電場施加於懸浮液時，所述帶電粒子能夠通過懸浮液移動；提供背平面，其具有至少一個電極；和在一定溫度下將電泳介質層壓至背平面，在該溫度時聚合物粘合劑將流動並且電泳介質與背平面直接接觸，從而引起聚合物粘合劑流動並且將電泳介質固定至背平面以形成顯示器。如容易地對電光顯示器製造領域的技術人員顯而易見的是，這個方法不同於將電光介質層壓到背平面的常規方法在於在電光顯示器和背平面之間無需疊層膠粘劑；實際上，聚合物粘合劑起粘合劑和疊層膠粘劑的作用。因此，為方便起見，在下文中這個方法可稱為本發明的「無膠粘劑」方法。在這個方法中，電泳介質可為前述任何的類型。因此，例如，電泳介質可為常規的封裝的電泳介質，其中每個小滴被限制在和聚合物粘合劑分離的囊壁範圍內(儘管這種囊壁本身可由聚合物材料組成)。或者，電泳介質可為聚合物-分散的類型，其中小滴形成兩相系統的不連續相併且被形成聚合物粘合劑的連續相圍繞。在本發明的無膠粘劑方法中，電泳介質可被置於透光基底上，使得層壓後，電泳介質被夾在基底和背平面之間。透光電極可被置於電泳介質和基底之間，電泳介質具有釋放 片層，所述釋放片層覆蓋遠離該基底的電泳介質表面(即，如上述2004/0027327所述，電泳介質可被結合進前平面疊層)，並且該釋放片層在層壓前被除去。在無膠粘劑方法中，層壓在足夠引起聚合物粘合劑流動的溫度條件下進行，使得粘合劑將流動並且將電泳介質固定至背平面。所用溫度當然不應該如此高以至於對電泳介質或存在的任何其他溫度敏感的器件造成不能接受的損害。因此，應該選擇粘合劑，使得其在允許層壓進行的溫度條件下流動而不損害電泳介質或其他器件。通常，期望使用在不超過150°C並且優選不超過100°C的條件下流動的聚合物粘合劑。如在上述2003/0025855中所詳述的，選擇用於電泳顯示器的疊層膠粘劑是複雜的，因為必須考慮大量因素，包括膠粘劑的電氣性質，並且相同因素適用於同樣起疊層膠粘劑作用的聚合物粘合劑。因此，由於如上述2003/0025855中所述的相同理由，通常優選用於無膠粘劑方法的聚合物粘合劑是聚氨酯。由於以下詳述的理由，用於無膠粘劑方法的聚合物粘合劑與電泳介質中的小滴的比值通常高於使用與粘合劑分離的膠粘劑的現有技術方法。在無膠粘劑方法中，典型地聚合物粘合劑將佔電泳介質的至少20wt%和令人期望地至少30wt%。用於無膠粘劑方法的背平面可為本領域已知的任何類型。例如，背平面可為直接驅動類型，其具有多個像素電極和導電徑跡，通過導電徑跡可獨立地控制像素電極上的電勢。或者，背平面可為有源基質背平面，其包括多個像素電極和至少一個與每個像素電極有關的非線性元件。本發明還提供一種電泳介質(其在下文中可被稱為本發明的「無膠粘劑介質」)，其意圖用於如上所述的無膠粘劑方法。本電泳介質包括多個在聚合物粘合劑中的電泳介質的離散小滴，每個小滴包括多個帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中並且當電場施加於懸浮液時所述帶電粒子能夠通過懸浮液移動，其中聚合物粘合劑在不超過150°C的溫度下流動。在本無膠粘劑介質中，令人期望地聚合物粘合劑在不超過約100°C的溫度下流動。電泳介質可為前述任何的類型。因此，例如，電泳介質可為常規的封裝的電泳介質，其中每個小滴被限制在和聚合物粘合劑分離的囊壁範圍內(儘管這種囊壁本身可由聚合物材料組成)。或者，電泳介質可為聚合物-分散的類型，其中小滴形成兩相系統的不連續相併且被形成聚合物粘合劑的連續相圍繞。本發明的無膠粘劑介質可與覆蓋該介質的一個表面的透光基底結合使用，任選與被置於電泳介質和基底之間的透光電極結合。電泳介質可具有釋放片層，所述釋放片層覆蓋遠離該基底的電泳介質表面(即，電泳介質可結合進前平面疊層，如上述2004/0027327中所述)。由於上述理由，在無膠粘劑介質中，典型地聚合物粘合劑將佔電泳介質的至少約20wt%和令人想望地至少約30wt%，並且聚合物粘合劑可包括聚氨酯。本發明還提供用於製造顯示器的薄膜，該薄膜順次包括透光的導電層；電泳介質，其包括多個在聚合物粘合劑中的電泳介質的離散小滴，每個小滴包括多個帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中並且當電場施加於懸浮液時所述帶電粒子能夠通過懸浮液移動，該聚合物粘合劑在不超過150°C的溫度下流動；和釋放片層，其與聚合物粘合劑接觸。此薄膜實際上是如上述2004/0027327所述的前平面疊層，其被改進以用具有粘合劑(根據本發明，其還可以起疊層膠粘劑的作用)的電泳介質代替電泳介質和最初前平
面疊層的疊層膠粘劑層。本發明還提供用於製造顯示器的薄膜，該薄膜包括電泳介質層，其包括多個在聚合物粘合劑中的電泳介質的離散小滴，每個小滴包 括多個帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中並且當電場施加於懸浮液時所述帶電粒子能夠通過懸浮液移動，該聚合物粘合劑在不超過150°C的溫度下流動，該層在其相對側面上
具有第一和第二表面；第一釋放片層，其覆蓋電泳介質層的第一表面；和第二釋放片層，其覆蓋電泳介質層的第二表面。此薄膜實際上是如上述2004/0027327所述的雙重釋放片層，其被改進以用具有粘合劑(根據本發明，其還可以起疊層膠粘劑的作用)的電泳介質代替電泳介質和最初前平面疊層的疊層膠粘劑層。在另一個方面中，本發明用於形成電光顯示器所用的子配件的方法，這個方法包括將電光介質層沉積於第一釋放片層上；將疊層膠粘劑層沉積於第二釋放片層；和其後，在有效引起疊層膠粘劑粘附於電光介質的條件下，使第一釋放片層上的電光介質與第二釋放片層上的疊層膠粘劑接觸，從而形成子配件，其包括夾在兩個釋放片層之間的疊層膠粘劑和電光介質。這個方法，其主要地儘管非排他地意圖用於裝配柔性顯示器，為方便起見，在下文中可被稱為本發明的「柔性子裝配工藝」。這個方法可進一步包括從子配件除去第一釋放片層和將電光介質層壓至包括至少一個電極的背平面。該方法可進一步包括，在將電光介質層壓至其前，將疊層膠粘劑層層壓至背平面。在另一個方面中，本發明提供用於顯示彩色圖像的設備，該設備包括具有多個像素的電光顯示器，其中每個像素可獨立地設置為透光的光學狀態或基本上不透明的光學狀態，發光裝置被安排閃爍至少兩個不同顏色光的單獨脈衝到電光顯示器的一個表面上。在進一步的方面中，本發明提供用於產生不同顏色光脈衝的設備，該設備包括光源和被安排接受來自光源的光的濾光配件，該濾光配件包括具有透光狀態和具有第一光學特性的著色狀態的第一電光層；第一電極,其被安排向第一電光層施加電場，所述電場能夠使第一電光層在其透光狀態和著色狀態之間切換；具有透光狀態和具有不同於第一光學特性的第二光學特性的著色狀態的第二電光層；和第二電極，其被安排向第二電光層施加電場，所述電場能夠使第二電光層在其透光狀態和著色狀態之間切換。在另一個方面中，本發明提供用於製造混合顯示器的第一方法，該第一方法包括(a)提供前平面疊層，其包括電光層和基底，該前平面疊層具有第一熱膨脹係數(CTE)；(b)通過將前平面疊層層壓至背平面製造電光顯示器，所述背平面包括至少一個電極，該背平面具有第二 CTE ；(C)將顯示器加熱至閾溫以上的溫度，從而製造具有曲率的加熱的顯示器；和(d)逐漸地降溫至周圍溫度以釋放結構應力使得曲率充分降低，所述結構應力是由於前平面疊層和背平面的任何不均勻膨脹造成的。在另一個方面中，本發明提供用於製造混合顯示器的第二方法，該第二方法包括(a)將前平面疊層粘附至背平面，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料，從而製造具有第一曲率的混合顯不器(b)通過強制顯示器暫時呈現相對於第一曲率的第二曲率而降低混合顯示器的曲率。在另一個方面中，本發明提供用於製造混合顯示器的第三方法，該第三方法包括(a)提供前平面疊層，其包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料；(b)將背平面粘附於前平面疊層，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料；和(c)通過將第三面板粘附至背平面而製造混合顯示器，所述第三面板包括不同於第二材料的材料，使得與只由前平面疊層和背平面而不是第三面板組成的顯示器相比，混合面板的總曲率充分地降低。最後，本發明提供用於製造混合顯示器的第四方法，該第四方法包括(a)調節前平面疊層至第一溫度，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料；(b)調節背平面至第二溫度，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料；和(c)將溫度調節過的前平面疊層粘附於溫度調節過的背平面以製造混合顯示器。在各個用於製造混合顯示器的上述方法中，前平面疊層可包括電泳層，其可為任何前述的類型。、
附圖的圖I是通過如上述2004/0027327所述的現有技術前平面疊層的剖面示意圖，但釋放層被除去以備層壓至背平面。圖2是表示現有技術顯示器的剖面示意圖，該顯示器由將圖I中所示的前平面疊層層壓到含像素電極的背平面而產生。圖3是通過本發明的前平面疊層的類似於圖I的剖面示意圖，此外釋放層被除去以備層壓至背平面。圖4是表示顯示器的類似於圖2的剖面示意圖，該顯示器由將圖I中所示的前平面疊層層壓到含像素電極的背平面而產生。圖5至9是示意側視圖，其表示在本發明的柔性子裝配工藝中的各個步驟。
圖10是本發明用於顯示彩色圖像的設備的示意側視圖。 圖11是本發明用於產生不同顏色光脈衝的設備的示意側視圖。圖12是通過可根據本發明製造的混合電泳顯示器的顯示單元的剖面示意圖。圖13A和13B是舉例說明可用來減輕在如圖12中所示顯示器中的翹曲的方法的示意側視圖。圖14是表示可用來防止在如圖12中所示顯示器中的翹曲的進一步方法的示意側視圖。圖15舉例說明製造混合顯示器的方法，其中溫度調節用來控制任何顯示器翹曲趨向。圖16是同圖12相比放大很多的剖面示意圖，其表示一個可能的可用於圖12顯示器的邊封形態。如已指出，本發明具有數個不同的涉及電光顯示器以及用於生產這種顯示器的方法和器件的方面。這些不同的方面將主要在以下分別詳細描述，但應當理解的是單個的顯示器、方法或器件可使用本發明一個以上的方面。例如，使用本發明的前平面疊層可進行本發明製造混合顯示器的不同方法。無膠粘劑方法、介質、前平面疊層和雙重釋放薄膜本發明以上全部方面被結合在一起是因為它們都涉及排除通常用於封裝的電泳介質和電泳顯示器的至少一個其他器件之間的疊層膠粘劑；該其他器件典型地是背平面，但在某些情況下，本發明可使得剔除電泳介質和前基底之間的疊層膠粘劑，所述前基底提供觀察表面，觀察者通過其意圖觀看顯示器。如已經提到的，剔除疊層膠粘劑是通過在電泳介質中使用粘合劑而進行的，所述粘合劑可在層壓所用的溫度條件下流動，因此實際上該粘合劑還作為疊層膠粘劑。流動的概念是複雜的但在本文中它是指一種聚合物材料，其已經通過從彈性到塑性或粘性狀態的轉變。本發明用於無膠粘劑介質及方法的粘合劑的選擇當然必須考慮的是不僅其流動溫度而且其與另一個電泳介質器件的相容性以及驅動該介質的要求，特別包括粘合劑的電阻率。令人想望地，粘合劑在不超過150°C的溫度下流動，並且優選在不超過100°C的溫度下。通常，粘合劑的優選的類型是聚氨酯；已經發現某些聚氨酯可滿足這些優選的流動溫度而仍然可與通常用於電泳介質中的全部另一個器件相容。此外，在選擇用於本發明無膠粘劑介質及方法的粘合劑中，應該不僅注意所用粘合劑的類型而且應該注意粘合劑的比例。如在數個上述E Ink和MI T專利與申請中所討論的，由將囊和粘合劑的混合物塗布到基底或聚合物-分散的類型的介質上所製備的封裝的電泳介質往往具有非平面型表面，因為單獨的囊或小滴在乾燥和/或固化的電泳介質的表面上形成「凸起」，並且當(按照優選情況)介質基本上由囊或小滴的單個層組成時，情況更是如此。在使用疊層膠粘劑的常規方法中，疊層膠粘劑不僅用於將電泳介質粘附至背平面或其他器件，而且使電泳介質最初的非平面型表面平面化，因此避免各種的問題(例如，形成空穴和電泳介質對所施加的電場的不規則反應)，如果將該電泳介質的非平面型表面層壓至背平面或其他器件的平面型表面時，這些問題會另外出現。當根據本發明為避免這類問題而剔除疊層膠粘劑時，非常期望可流動的粘合劑不僅僅代替以前所用的疊層膠粘劑的膠粘劑功能，而且代替其平面化功能，並且為使可流動的粘合劑能夠這樣做，已經發現，與典型地現有技術所用的電泳介質(其意圖與疊層膠粘劑一起使用)相比，通常期望使用在本發明無膠粘劑的電泳介質中更高比例的粘合劑。考慮，例如，一種理想化的封裝的電泳介質，其包括依靠基底的六邊形緊密填賽的球形囊的單個層。該囊佔該層的體積分數是大約60. 5%，該層的剩下的39. 5Vol%由粘合劑佔據。這暗示囊與粘合劑體積比為約3 2將足以使粘合劑能夠填充囊間的所有空間，因此使囊層平面化。進一步考慮該理想化系統暗示粘合劑略大的比例(例如囊與粘合劑體積比為I : I)是期望的，以保證過量粘合劑覆蓋囊層，因此降低在層壓過程期間囊壁可受損害和也許爆 裂的機會。然而，如數個上述E Ink和MIT專利和申請所述(特別見美國專利Nos. 6067185和6392785)，實際上製造的封裝的電泳介質與理想化模型有很大的差別，其中因為電泳介質層在乾燥或固化期間收縮而使最初球形囊變平成扁橢球，以及在至少一些情況中，因為收縮繼續，扁橢球彼此接觸並且形成平面型接觸區域，垂直於層的厚度充分延伸，因此最終囊具有基本上稜柱的形狀，理想地六方柱。類似的效果隨聚合物-分散的電泳介質而觀察至IJ。與緊密填賽的球形囊，扁橢球和稜柱形狀的囊佔電泳介質明顯更大的比例，因此在前者情況中需要更少的粘合劑。另外，上述討論集中在體積比，大多數粘合劑的密度往往略高於大多數電泳介質，所述電泳介質的多半是由低密度脂肪族烴懸浮液組成，因此粘合劑的重量比可略高於體積比。用於任何特定介質的粘合劑的最佳比例最好憑經驗確定，但作為一般性指導可以說明的是聚合物粘合劑應該典型地佔電泳介質的至少20%，令人想望地至少30wt% (該比值當然是基於實質上乾燥的囊的重量和基於粘合劑固相物質(solid basis)計算的，因為粘合劑典型地作為一種膠乳被加入)。典型地，最適比率將為2至3重量份的囊每重量份的聚合物粘合劑。應該避免使用大量過剩的粘合劑，因為這種過量往往「稀釋」該囊，使其超過它們優良填賽的點，由此使介質的電光性能退化。本發明無膠粘劑方法的層壓步驟可使用任何本領域已知的技術進行。因此，例如層壓可使用卷對卷方法進行，使本發明前平面疊層(帶有從其剝離的釋放片層)和形成在柔性基底上的成卷背平面在層壓機的受熱輥間通過。本發明的前平面疊層和雙重釋放薄膜可包括任何任選的描述於上述2004/0027327和2004/0155857中的特徵。因此，例如，前平面疊層可具有導電通路和接觸墊，如2004/0027327所述。前平面疊層的釋放片層可具有導電層以便於以如上所述的方式檢測前平面疊層。本發明的前平面疊層不僅剔除現有技術FPL的層(即疊層膠粘劑層)而且簡化總裝配工藝。在描述於上述2004/0027327中的現有技術方法中，FPL典型地由將囊/粘合劑漿料塗布到基底上形成，所述基底包括含銦-錫-氧化物(ITO)層的聚合物薄膜，該淤漿被塗布到薄膜的ITO覆蓋的表面上。所得的囊-塗布的薄膜然後經受第一層壓，其中將疊層膠粘劑層層壓到囊/粘合劑層的裸露表面，然後施加釋放片層以形成FPL。當FPL將被裝配成顯示器時，該釋放片層被除去並且進行第二層壓以將疊層膠粘劑固定到背平面，因此形成最終顯示器。本發明使能夠使第一層壓被剔除，因此簡化生產顯示器的總加工過程。本發明的該方面現在將參考附圖的圖1-4進行舉例說明。如已經提到的，圖I表示如上述2004/0027327所述的現有技術的前平面疊層，但釋放層被除去以備層壓至背平面。如圖I所示，前平面疊層包括前基底100，其由聚合物薄膜形成，含銦氧氧化物的層102(層102的厚度與基底100的厚度相比被大大地放大，便於說明)，其將形成最終顯示器的公共前電極。前平面疊層進一步包括電泳層，其包括在粘合劑106中的囊104，和疊層膠粘劑層108。圖2表示由將圖I的前平面疊層層壓到含像素電極(未示)的背平面110而產生 的結構。將會看到，在圖2的疊層中，兩個電泳層104/106和膠粘劑層108存在於平面電極層102和像素電極之間。圖3表示本發明的前平面疊層，此外釋放層被除去以備層壓至背平面。圖3的前平面疊層通常類似於圖I的前平面疊層，但具有熱可流動的粘合劑106'而沒有膠粘劑層。最後，圖4表示由圖3的前平面疊層層壓到背平面110而產生的結構。將會看到，在圖4的疊層中，在前平面電極層102和像素電極之間僅僅存在電泳層104/106。因為消除電極之間的膠粘劑層，在任何給定的工作電壓條件下，圖4的疊層將典型地比圖2的疊層基本上轉換得更快。現在給出以下實施例，然而只作為說明，以舉例說明本發明的優選實施方案。
實施例 基本上如上述2002/0185378的實施例30所述，製備在脂肪族烴懸浮液中含聚合物-塗布的二氧化鈦和炭黑粒子的以及具有凝膠/阿拉伯樹膠囊壁的雙粒子相反極性電泳囊。這些囊然後與常規聚氨酯膠乳粘合劑以I : I重量比(囊/粘合劑固相物質)混合，基本上如該實施例30所述，將所得物縫式塗布到5mil (127 μ m)聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜(該薄膜在一個表面上塗布有ΙΤ0)上，並固化以產生最終的囊/粘合劑層，其基本上包括囊的單層並且厚度為15-30 μ m。所得的囊-塗布的薄膜基本上是本發明的FPL，除了它沒有釋放片層以外，所述釋放片層不是必需的，因為塗布的薄膜緊接著被使用，如下所述。使用熱輥層壓機，然後將囊塗布的薄膜層壓到包括覆蓋石墨層的聚合物薄膜的背平面，電泳層和石墨層接觸，以及將所得的結構切成2英寸正方形(51mm正方形)的尺寸以產生試驗性單象素顯示器，其顯現令人滿意的電光性能。進一步相似的實驗表明以較低的粘合劑與囊量量比約I : 2-1 3，能夠獲得令人滿意的電光性能。柔件子裝配方法本發明的柔性子裝配方法使得裝配極柔性和順性顯示器以良好地適用於例如上述其中柔性是最重要因素的應用。A優選的子裝配方法將參考附圖的圖5-9進行描述。優選的方法以第一釋放片層500 (圖5)為起點。電光介質502層被塗布或另外被沉積在第一釋放片層500上。分別地，疊層膠粘劑504層形成在第二釋放片層506上並且被層壓至電光介質502，使得疊層膠粘劑504粘附於電光介質502。在另外的操作中，如圖6所示，背平面508通過絲網印刷或類似的澱積方法(見上述E Ink/MIT專利和申請，用於形成這種背平面的適當的方法)在第三釋放片層510上形成。分別地，疊層膠粘劑512層形成在第四釋放片層514上並且被層壓到背平面508，使得疊層膠粘劑512粘附於背平面508。在本方法的下一步中，使第四釋放片層514從圖6所示的結構除去，因此使疊層膠粘劑512暴露，並且使第一薄板500從圖5所示的結構除去，因此使電光介質502暴露。然後兩個所得的結構用和電光介質502接觸的疊層膠粘劑512層壓在一起，因此形成圖7所示的多層結構。 在另外的操作中，另一個疊層膠粘劑516層被塗布在第五釋放片層518上。第三釋放片層510從圖7所示的結構中撕去並且疊層膠粘劑516和第五釋放片層518被層壓至其背平面表面以產生圖8所示的結構。該方法的下一步將圖8的結構固定至基底，例如壓力感應開關或傳感裝置，其已經覆蓋了絕緣材料薄層以使圖8結構的電光顯示器器件絕緣。此疊層通過從圖8結構剝落第五釋放片層518並且將疊層膠粘劑516層壓因而暴露於基底520 (圖9)而起作用。或者，此疊層膠粘劑層(其與傳感或開關裝置接觸)可由高絕緣壓敏粘結劑材料形成，而在這樣情況下可以剔除絕緣材料層。最後，去除第二釋放片層506以使疊層膠粘劑504暴露，然後將疊層膠粘劑504層壓至頂端平面電極522，頂端平面電極522將典型地支承在前基底如聚合物薄膜(其用作保護層以保護最終的電光顯示器)上。或者，頂端平面電極522可通過塗布過程形成，例如通過將導電聚合物沉積在疊層膠粘劑504上。遵循相同的基本構圖可使用不同的替代方法。例如，電光介質在本方法的第一步驟中可直接塗布在導電支承上，由此完全省去第二釋放片層的除去和頂端平面電極的層壓或形成。此過程導致類似於圖9結構的結構，但沒有最頂端的疊層膠粘劑層。或者，不剝落第一釋放片層以使電光介質暴露，而可將第二釋放片層剝落以得到具有暴露的膠粘劑層的雙層塗層。然後可將此雙層塗層層壓至薄的塑性支承上的導電層。就此，第一釋放片層可被除去而該方法的最後一步如前所述進行。還會設想到其他裝配變化，因此可使用一般方法以多種方式構造多種不同的電光顯示器結構和裝置。這裡所舉例說明的構造技術特別地提供至少兩個新型結構的製備，所述結構包括直接粘附於機械傳感器的電光顯示器裝置。該兩個新型結構的區別是，其中一個，顯示設備的頂端受保護性薄板(典型地塑料薄膜)的保護，而第二個(其中頂端平面電極用作導電聚合物材料，如PED0T)沒有進一步的保護層。優選的結構取決於應用和所需裝置的耐用性。在機械傳感器通過按鈕激活的情況下，與電光裝置表面接觸的按鈕面應被製成平滑的和/或略柔順的，因此，可不需要保護性塑性層。如果傳感器的驅動是通過使用手指或觸筆或其他鋒利物體而發生(如在觸屏應用中)，為了耐用性，將可能需要頂端保護層。但不論是哪種情況，裝置的耐用性將得到改進，如果電光介質是聚合物分散的電泳介質的話。也可以使用其它施用電光介質的方法。特別地，將電泳囊和粘合劑電澱積到圖案化的背平面(見，國際申請PCT/US 2004/009421)將是特別適合結合電光介質的方法，並且將剔除上述過程中的一些層壓/脫層步驟。本技術還將能夠使用除了黑色或白色以外的多個專色來增強顯示功能。由上述可知本發明的柔性子裝配方法可提供直接耦合到機械傳感器的電光顯示器和使用一系列層壓步驟來裝配這種裝置的一般方法。顯示器和傳感器之間的直接耦合剔除了對至少一個相對剛性的支承薄板的需要，改進該耦合裝置的解析度和觸覺。一個可由本發明實現的這種裝置是使用封裝的電泳顯示器的觸屏；另一個是具有可轉換按鈕指示器的電話機鍵區。這是極強大的構造技術的一種用途，所述構造技術可利用封裝的電泳介質的耐用性和柔性。用於顯示彩色圖像和產生光脈衝的設備如已經提到的，本發明提供用於顯示彩色圖像的設備，和用於產生不同顏色光脈衝的設備，後一設備意圖用作顯示彩色圖像設備中的子配件。
如上所述，已經舉例說明封裝的電泳介質和相似的電光介質適合濾色陣列。然而，存在著數個與使濾色陣列、電泳介質或其他電光介質和電子驅動器整合有關的根本挑戰。與這種顯示器設計有關的關鍵問題涉及利用子象素以形成顯示器的像素。在此結構中，子象素(例如紅R、綠G和藍B)必須被各個尋址以便欺騙人眼使其看見基本顏色的光譜。換句話說、最小的可尋址元件只顯示單個顏色和其色調，即子象素不能顯示可見光的全部光譜。在優選實施方案中，該顯示器的最小的可尋址元件可顯示每個基本色(我們實施例中的R、G和B)。本發明的設備使用百葉窗方式的電光介質和場序制操作技術(即，一種技術，其中表現總圖像各個彩色通道的「子圖像」在時間上而不是空間上分離，但分離是以觀察者眼睛看見總的彩色圖像的方式進行)解決了此同題。存在兩種使用場序制尋址的方法而剔除如上所述的問題。第一，使用本發明用於顯示彩色圖像的設備，在顯示器中可使用色序背光器(backlight)(例如，由LumiLEDsCorporation, San Jose, CA製造的背光器),並且使用「快門模式」的電光光學傳感器。場序制背光器周期性地、與光學傳感器的快門速度同步地閃過顯示器的基本色，如紅、綠和藍。通過用適當的時空控制方法使光學傳感器從明晰到不透明轉換，全色圖象可呈現給觀察者。這類裝置在附圖的圖10中以非常示意的方式舉例說明。圖10顯示一種電光顯示器，其包括含多個像素電極(未示)的基底1000、電光介質(例如封裝的電泳介質)的層1002和連續的前電極1004。該顯示器具有場序制背光器1006，其閃爍紅、綠和藍，其與電光介質層1002的快門速度同步。該傳感器和背光器應該足夠迅速轉換以使得人眼在時間上整合顯示器所發出的顏色。其次，使用堆疊的電光薄膜，可以構造色序背光器(即，用於產生不同顏色光脈衝的本發明的設備)。這些堆疊的電光薄膜，其意圖與「單色」調光器(其可為如圖10所示的電光類型)一起使用，僅需要連續電極，因此它們將具有低生產成本。這類裝置在附圖的圖11中以非常示意的方式舉例說明。圖11顯示了堆疊的色序後反射器，其包括具有連續電極1102和1104的藍色快門模式的電光介質層1100(例如，封裝的電泳介質)、具有連續電極1108和1110的綠色快門模式的電光介質層1106和具有連續電極1114和1116的紅色快門模式的電光介質層1112。(對本領域技術人員將顯而易見的是，通過提供能夠產生多個驅動電壓的電壓電源，相鄰電極對1104/1108和1110/1114中的每一個可以被剔除。)在如圖11所示的全色光學傳感器中，電光介質薄膜應該被堆疊以最優化其性能。例如，如果用於該薄膜的透明導體是對部分可見光譜具有特別的吸收性，那麼那個顏色應該在堆疊層中比其餘呈現更高的彩度。快門模式光學傳感器，或任何其他光學傳感器(液晶、懸浮粒子顯示器、膽留醇型液晶、雙穩態向列型液晶等)可與該設備一起使用作為單色光學傳感器。儘管圖11舉例說明使用三個堆疊的薄膜，其是最普通的配置(紅色/綠色/藍色或者黃色/青色/洋紅色)，本發明不局限於使用該三個堆疊的薄膜；在某些情況下，通過仔細選擇色彩範圍，只使用兩個堆疊的薄膜，也許可能產生有益的彩色圖像，或者使用更多個堆疊的薄膜來改進最終圖像的色域。同樣地，在用於顯示彩色圖像的本發明的設備中，發光裝置將典型地被安排閃爍三個不同的顏色的單獨的脈衝，但可使用較小或較大數目的顏色。本發明的這個方面能夠使用快門模式電光介質特別是封裝的電泳介質來製造全色顯示器。圖10中所示類型的設備使得具有非常高的色飽和度和亮度，因為色序LED背光器提供了可觀的色域性能和光輸出。圖11所示類型的堆疊的電泳快門模式的背面設備對於產生光脈衝的設備而言是低功率、潛在低成本的設計。
形成電光顯示器的方法和器件如已經提到的，在將FPL' s層壓至玻璃有源基質背平面(通常攜帶薄膜電晶體陣列，或縮寫TFT' s)的方法研製期間，遇到許多問題與傳統層壓設備有關的問題。本發明提供所需的和期望的常規工具的變型，以便於在玻璃TFT' s上層壓FPL' S。這些變型也可用於設計層壓工具，其用於使用塑料或金屬箔背平面的FPL型顯示器。變型可適宜分為三個主要領域，即疊層的溫度控制、相對於背平面的FPL的堆放和進行層壓的工作檯的設計，這三個領域在下面分別論述。置層的溫度控制可用於液晶顯示器(IXD)製造的常規的起偏器層壓機基本上適用於將FPL' s層壓到背平面，條件是該常規機器被改進以包括用於加熱待層壓的零件的系統。在加熱待層壓的零件中存在著優選的方法，然而，一些非容易地顯而易見。最期望的是以這樣的方式施加熱，將疊層粘合溫度升高以足以引起疊層膠粘劑(其典型地是聚氨酯)中的塑性流動。存在許多可用來描述塑性流動的量度標準，其對於本領域技術人員是眾所周知的。為了本目的，可以說明的是粘合層溫度應該等於或高於疊層膠粘劑的體積和剪切模量相等時的溫度(下文稱作交點)。可簡單地通過以下方法實現這個溫度水平，將該背平面加熱到比該交點高很多的溫度並且在壓力(通過未受熱的輥或芯軸所施加的)條件下塗覆該FPL。在改進的方法中，還可以加熱該輥或芯軸，使得可以實現粘合層溫度的更精細的控制。在另一種變化中，輥、背平面和FPL本身可被加熱以進行更高度的控制。在這最後的變化中，FPL的預熱使得處理量得到明顯的改進，因為在進入發生層壓的區域前，該膠粘劑被預軟化。在所有實施方案中，導熱板(銅、鋁等)可用來提高所選擇的加熱元件的熱均勻性。堆放控制用於LCD工業的傳統的起偏器層壓機可將塑料薄膜極精確地(±0.2mm-±0.3mm堆放精確度對於最新技術機器是尋常的)置於玻璃襯底上。當考慮FPL' s的熱疊層時，然而，人們發現疊層溫度不能如此高以使得FPL往往在層壓過程期間滑動。存在四個影響FPL滑動的主要參數I.疊層膠粘劑材料的選擇；
2.置層13父粘劑厚度；3.疊層溫度，和4.在層壓期間施加於FPL上的力。例如，對於當前優選的聚氨酯疊層膠粘劑在FPL中以18μπι厚使用來說，有必要將玻璃背平面控制在溫度小於85°C以防止在層壓過程中FPL在玻璃上的明顯滑動(假設層壓過程中在FPL上的正常張力和使用未受熱的輥)。對於1511111厚的膠粘劑，溫度小於951，滑動是可接受的(對於該過程中在FPL上的正常張力)。因此，上述四個參數應該被控制以免在層壓過程中FPL的明顯滑動。期望滑動小於1_，更令人想望地小於O. 5_，和最令人想望地小於O. 3_。 工作檯設計就FPL層壓工具而言，本發明提供兩個FPL支承工作檯的改進，第一個改進是支承工作檯的熱控制。該溫度控制使能夠預熱FPL及由此的FPL上的膠粘劑，使得大大地增加層壓速度。加熱可通過傳導、對流或輻射加熱完成。FPL的加熱當然不應該如此強烈以至於損害FPL。其次，工作檯應該平滑，以至其不刮傷FPL的塑料表面。工作檯可用聚四氟乙烯(例如 「TEFLON」，註冊商標，其售自 E. I. du Pont de Nemours & Co. , Wilmington,Delaware，美國)或一些相似的柔軟、非刮傷塑料材料塗布或構成。或者，工作檯可由金屬構成，並且用非刮傷表面塗布或陽極化。多孔石真空工作檯是可用的，但這些工作檯可增加工具刮傷FPL的傾向。本發明還提供以下的對於將FPL層壓到背平面的進一步改進提供容易調節輥所接觸FPL的起始位置的能力。提供容易調節輥落下到FPL的起始位置的能力。(在常規LCD型設備中，輥總是在薄膜的邊緣落下，這對於FPL層壓是不合需要的。對這種機器的簡單調整使能夠改變FPL的起始位置和長度，而不是輥的起始位置；提供這種調整是期望的。)提供加熱滾筒以產生更好的溫度均勻性和控制，剔除在運行期間疊層粘合層溫度漂移的可能性。各種薄膜工作檯的變型，包括設置真空孔以最佳匹配FPL的成品形狀；加熱工作檯(其可對確保均勻的疊層溫度具有次要的影響，儘管對輥加熱是更重要的)；在工作檯上提供平整表面以使FPL的刮傷最小化。製造混合晶示器如已經提到的，本發明提供數個製造混合顯示器的方法。本發明這個方面涉及設計方法學，其能夠製造混合顯示器，即使用由異質材料組成的前後表面所構造的顯示器。本發明這個方面適用於各種類型的電光顯示器。如已指出，製造混合顯示器是極複雜的，因為出現幾乎在傳統的顯示器單元製造中不存在的問題。本發明提供用於製造混合顯示器的方法和裝置並且包括以下I.常注意由CTE和CHE不匹配產生的面板曲率和使用應力釋放或降低方法和裝置以修正曲率；2.謹慎地控制在製造過程中的環境條件；和/或3.產生一種平衡的零應力曲率，其匹配產品機殼或結構所需的曲率。
在本發明一個實施方案中，彎曲降低方法包括蠕變機理。加熱混合顯示器到閾值以上的溫度。然後面板溫度逐漸地降低，在某些情況下經過較長的時間，以釋放由該顯示器面板間的不均勻膨脹產生的結構應力。在另一個實施方案中，彎曲降低方法通過強制顯示器暫時呈現相反的曲率並且使顯示器「彈」回而降低混合顯示器的曲率。例如，顯示器可被壓在重物和彎曲表面之間以強制補償其先天曲率。在進一步的實施方案中，將第三層粘附於後面板的背面以補償面板疊層和後面板之間的物理差異，其否則將導致更大的曲率度。在許多以下物理性能中，額外的第三層可不同於後面板CTE、CHE、楊氏模量和厚度。在又一個實施方案中，調節面板疊層和後面板至不同溫度使得當它們被粘附以形成混合顯示器時，曲率降低(如果沒有剔除的話)。面板中至少一個可為輥所移動的卷材。 根據本發明的這個方面，還改進位造過程的其他方面以降低顯示器曲率的風險，例如,在封邊過程和結構化過程中。圖12舉例說明上述2004/0027327的圖20所示類型的和使用FPL工藝所製造的電泳顯示器單元(通常指定1210)。顯示器單元1210可為柔性的，S卩，可彎的或可輥的而無永久變形。在這個構造中，顯示器1210的前平面1212是塑性的並且背平面1214由玻璃形成而且具有TFT陣列。可能在前平面1212上存在進一步的保護層1215。該保護層1215可為抗紫外線的保護層或抗氧氣或溼氣進入顯示器1210的隔離物。或者，保護層1215可提供額外的耐衝擊性或可提高某些光學效果，例如，具有抗反射塗層。電泳介質層1216位於前平面1212和背平面1214之間。電泳層1216可包括一個或多個在粘合劑1220中的囊1218(為了清楚，從圖12省略掉電泳粒子)。導電層1222用作顯不器1210的公共前電極,並且被置於前平面1212和電泳層1216之間。在一個實施方案中，導電層1222包括薄的透光導電材料，例如，ΙΤ0、氧化鋁，或導電聚合物。示意地顯示電路板1224，其與背平面1214連接，用於尋址電泳層1216以及導電層1222。膠粘劑層1226可被置於電泳層1216和背平面1214之間。可能在顯示器1210中存在進一步的層和零件用於各種的功能，例如，阻擋膜(進一步防止外部汙染物如水分)、接觸墊(用於檢測尋址電泳層1216)、助膠粘劑層等。部分的那些實施方案更詳細地描述於上述2004/0027327和2004/0155857中。密封1230可圍繞一個或多個顯示器1210的邊。在一個實施方案中，如已經描述過的，在前平面1212和膠粘劑層1226之間的並且包括前平面1212和膠粘劑層1226的層首先作為FPL 1232製造其隨後被層壓至背平面1214。保護層1215可認為是部分FPL，如果在FPL被層壓至背平面1214之前其附著於前平面1212。在說明中為簡單起見，在附圖中所示的FPL 1232包括保護層1215。當完成FPL 1232的製造時，釋放片層(未示)臨時附著於相對電泳層1216的膠粘劑層1226。在將FPL 1232層壓至背平面1214前，除去釋放片層。可用於製造前平面1212和/或保護層15的材料的實例包括熱穩定的聚(對苯二甲酸乙二酯)(例如，Melinex 級 504,來自 Dupont Teijin Films, Wilmington,Delaware,美國)和高性能娃酸硼玻璃(1737,來自 Corning Incorporated, Corning, New York,美國)。在其他實施方案中，PET薄膜可被聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)代替，或在不超出本發明的範圍的條件下，其他光學上透明或近透明的薄膜可被構造。
在不超出本發明範圍的條件下，類似於圖I所示的其他顯示器單元結構可被構造。其他實施方案包括封裝的電泳和相似的電光顯示器單元，其使用I.金屬箔背平面，其表面包含一個或多個有源的或無源的電子電路或裝置，2.塑料薄膜背平面，其表面包含一個或多個有源的或無源的電子電路或裝置，3. FPL，其包括在電泳介質和顯示器的觀察器間表面上的剛性或柔性的濾色陣列，或4.塑料或玻璃襯底，具有有源的或無源的電子電路或裝置和濾色陣列(無論在哪種情況下，前平面疊層有效地變成背平面疊層)。電子顯示器設計和集成領域的技術人員可容易地識別其他顯示器結構，其中本發明的原理在不超出本發明範圍的條件下可被應用。在圖12所示的顯示器單元中，在構成顯示器1210各個層的材料之間，特別在FPL 1232和背平面1214之間，機械性能具有顯著差異。例如，可用於製造FPL 1232的熱穩定PET材料典型地具有CTE約18ppm/°C和CHE約7ppm/%相對溼度(相對溼度)，而構成背平面1214的玻璃具有CTE約3. 76ppm/°C和CHE約Oppm/%相對溼度。由於這些性能的差異，顯示器單元1210顯現極不規則的機械性能。例如，當遇到熱或溼氣時，顯示器面板1210將向下彎曲(在圖12的側視圖中，成「皺眉狀」)，在冷卻或乾燥時，顯示器面板1210將向上彎曲(在圖12中，成「微笑狀」)。這個性能明顯地在最終產品中是不希望的。而且，普通的層壓過程需要高溫以將FPL 1232連接至玻璃/TFT背平面1214。因此，無特殊措施，在混合顯示器製造期間，面板彎曲幾乎必然發生。為了剔除或降低彎曲/翹曲現象，提供了數個方法和有關的裝置以在製造期間和/或在製造後剔除或最小化面板彎曲。為了實踐本發明，可將各個方法或這些方法的內容結
八
口 ο再次參考圖12，在第一方法中，部分或全部顯示器面板10經歷熱循環以降低在面板製造中用於層壓操作的在高溫下與CTE和CHE不匹配有關的應力。在一個實施方案中，部分或全部顯示器面板在烘箱或加熱器中受熱通過閾溫(例如50°C或60°C )達第一時間段(例如，6-10小時)，其後在第二時間段和或許更長的時間段，溫度勻變下降。冷卻/退火過程使得聚合物粘合劑1216和疊層膠粘劑通過蠕變機理釋放內在應力，所述聚合物粘合劑1216將封裝的電泳材料1218粘合在一起，所述疊層膠粘劑將封裝的電泳材料1218粘附至基底層(例如，導電層1222)。重要的是在適溫適時下產生顯示器單元1210以充分地緩和系統至期望的狀態。在一個實施方案中，在第二時間段中溫度逐漸地降低(例如，1-2度/小時)至周圍溫度。降溫率不必是常數並且可改變。圖13A舉例說明降低翹曲的第二方法，「回彈」機制，其可與如上所述的蠕變機理耦合。顯示器1210的彎曲部分臨時放在具有曲率的曲線矯正表面，所述曲率與顯示器1210的曲率相反。該矯正表面的曲率可為平滑的。在一個實施方案中，矯正表面簡單地構成平整表面上的突出1340。顯示器單元1210針對矯正表面1340被固定，例如，通過在另一側上的重物1342，也許在高溫條件下，例如，60°C。如圖13B所示，顯示器單元1210被強制呈現由突出1340所限定的曲率。在合適的時間(其可從數分鐘到數天)以後，移開重物1342，或顯示器面板1210被另外釋放。顯示器面板1210然後回彈，在某些情況下，逐漸地至期望的形狀即，平面或具有規定的曲率。回彈工藝也可是溫度控制的，例如，溫度逐漸地從先前高溫降低至周圍溫度。圖14舉例說明用於防止如圖12中所示的混合顯示器中的翹曲的進一步方法。在這個方法中，一種或多種與背平面1214不同的材料的一個或多個層1446被連接到背平面1214的背面，並且與其餘的包括FPL 1232在內的顯示器1210 —起被層壓作為一個最終產品。選擇具有特定的CTE、CHE、楊氏模量或厚度的附加層1446中的材料，使得在層壓和隨後過程中，顯示器1210顯現無或極少的翹曲。由於附加層1446，顯示器10主要顯現軸向膨脹和收縮而沒有很大的翹曲，因為它在機械上是對稱結構。附加層1446彌補在FPL 1232和背平面1214之間的CTE、CHE、楊氏模量或厚度的差異，其否則將導致翹曲。在一個實施方案中，附加層1446由用於製造FPL 1232的材料如熱穩定的PET、PEN或PES組成。圖15舉例說明用於控制翹曲的進一步方法，其通過在層壓過程前、中和/或後調節(即加熱或冷卻)FPL 1232背平面1214至不同溫度而進行。在圖15中，褶曲上的褶曲(flex-on-flex)結構或卷對卷層壓過程被顯示作為這個方法的實施例。剝去其釋放片層1233的FPL1232的卷材被層壓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導體形成的電晶體，如一些上述E Ink和MIT專利和公開的申請所 述。這種卷對卷層壓可使兩個卷材通過維持在不同溫度的對輥1548和1550之間的鉗口而進行。由迅速通過輥1548和1550，FPL 1232和背平面1214分別被加熱或冷卻至不同的平均溫度，在層壓前和/或中引起FPL 1232和背平面1214的差異膨脹。卷對卷層壓過程後，該結合的「顯示器」卷材被切割產生單獨的顯示器單元1210。以受控方式設置差異膨脹以實現期望的最終顯示器單元1210的總彎曲變化。還可以使用其他層壓過程。例如，在「片對片」的過程中，其中單獨的FPL切片被層壓至單獨的背平面，每個FPL片可被預加熱或冷卻至不同於背平面的溫度。其他合適的層壓過程包括「卷材對片」過程，其中剝去任何釋放片層的FPL的連續卷材被層壓至多個夾其中排列的背平面。因為加熱潛在地導致面板翹曲，在顯示器製造過程中的其他步驟(包括加熱)還可以由本發明改進。因為封裝的電泳介質典型地使用含水的塗布技術製造，該材料在一定程度上固有地吸水。然而，當水被吸收到系統中時，該材料的電氣性質可不利地改變。為在很寬的環境條件範圍內確保適度均一的操作，必須密封顯示器以防止溼氣進入，例如，通過上述2004/0027327所公開的邊封和前阻擋膜技術。在一些密封方法中，使用加熱並且可有助於面板翹曲。在一個特定的圖1-6所舉例說明的邊封形態中，密封劑1652被吸入環繞顯示器單元1210用邊的薄腔或缺口。該腔頂面1654由FPL 1232支架上的前保護性薄板1215的突出部分形成，腔底面1656由背平面1214的前表面形成。在顯示器的一個形式中，顯示器面板1210使用由紫外輻射和/或加熱固化的液體粘合劑密封。包含膠粘劑的液體密封劑1652利用表面張力作用可被吸入該腔，但由於膠粘劑的粘度使這些這些作用變緩。為了高生產率，期望最佳化吸入速率。為此，密封方法的以下方面可被控制或得到改善I.增加面板溫度減少膠粘劑粘度；2.增加密封劑分配器頭部的溫度減少膠粘劑粘度；3.將足夠大的膠粘劑珠沉積以完全填充該腔以及恰恰在腔外留下膠粘劑的倒角；
4.最佳化腔高度(其典型地為100 μ m-300 μ m)；5.保證膠粘劑基本上潤飾全部形成腔的材料；6.環繞面板周邊，特別在拐角處，製造均一寬度的腔；7.利用具有XY(面板的平面中)傳動控制和Z (高於面板的高度)校正的調配系統；8.利用調配系統具有xy θ ( Θ維度增加了旋轉能力，例如調配針靠近末端以直角彎曲)傳動控制和Z校正的調配系統；和/或9.利用通過機器視覺和適當的軟體算法能夠跟蹤邊特徵的調配系統。該邊封可由毛細管吸入過程與腔設計、材料選擇和處理控制系統的正確組合而形 成。例如，具有公稱尺寸為I. 5mm寬x0. 22mm高的薄腔可用可UV固化的膠粘劑(例如NagaseChemtex Corporation XNR-5516 型，Nagase & Co. , Ltd.,東京，日本)填充。當面板被保持在高溫(例如，40°C -70°C )時，可實現快速吸入以降低膠粘劑的粘度。還優選在紫外線照射期間控制面板的溫度。例如，當以UV用量40mW/cm2固化300-400秒時面板可被控制在 40°C。如上所述密封方法的最關鍵方面之一包括加熱面板減少膠粘劑粘度(其可引起應力在顯示器材料中發展和導致翹曲)。為最小化或降低這種翹曲作用，根據本發明的一個方法，加熱限於密封劑1652所施加的面板1210的周邊。這個加熱可由輻射、傳導或對流裝置進行。如果必須施加本體加熱，那麼可使用本發明其它彎曲緩和法中的一個，優選在膠粘劑固化前。在一些實施方案中，顯示器面板1210將固定在機殼或最終產品內的其他結構中以保證它對觀察者呈現平的或均一彎曲表面。在邊封已被形成而使面板與機殼或結構相一致以後，顯示器面板1210的彎曲是不希望的，因為它將附加應力疊加到疊層和邊封上。根據本發明的另一個方面，製造顯示器面板以具有「零應力」平衡曲率，其在常見工作溫度和相對溼度範圍內匹配或基本上匹配最終結構化產品的期望曲率。在一個實施方案中，該「零應力」平衡曲率被設置在或接近該操作環境範圍的中點。例如，大多數電光顯示器的典型的工作條件是約0°C-40°C並且10%-90%相對溼度，但在有些情況下，操作在更寬的溫度和溼度範圍內進行。此外，檢測電光顯示器通常包括熱衝擊試驗，其使顯示器經受暴露於極低和極高溫度(例如，-30°C-+8(TC)的循環。對於此寬的溫度範圍，期望通過把面板的平衡曲率設置在環境範圍的中點附近(例如溫度約20-25°C和40-60%相對溼度)而使面板將受到的應力最小化。一種製造具有無應力曲率的顯示器面板的方法是選擇具有匹配機械性能如CTE和CHE的前後面板材料。這種設許方法學可被用於除上述討論到的塑料在玻璃上的結構以外的顯示器結構，例如，金屬或塑料薄膜背平面、濾色陣列(CFA)在前平面上的結構、CFA在背平面上的結構等等。例如，對於不鏽鋼箔背平面，CTE為約17ppm/°C，CHE為約Oppm/%相對溼度。在這種情況下，與塑料在玻璃上的情況相比，彎曲顯著地降低，但可能的是可使用如上所述的非零或部分彎曲降低技術。對於塑料背平面顯示器，期望使用相同的FPL和背平面材料。如果這個不可能的話，並且CTE或CHE不匹配產生，可使用如上所述的相同的彎曲降低技術。在結合濾色陣列(CFA)的顯示器中，本文中所述的挑戰結合了 CFA子象素與具有精確度的背平面上的尋址元件校準的要求。對於在金屬或塑料薄膜背平面上的玻璃CFA來說，CTE/CHE不匹配將導致與上述實施例中所述的相反的性能；加熱或增溼導致「微笑狀」，冷卻或乾燥導致「皺眉狀」。儘管這個相反的性能，但相同的如上所述的彎曲緩和或還原過程可被使用以減少或剔除系統中的彎曲。然而，在這個結構中，優選使用邊封以在進行彎曲緩和過程前鎖住在校準後的狀態中的FPL。如果邊封太柔順，前和背平面的差異膨脹和收縮將在與溫度有關的顯示器中導致不希望的色移。在優選實施方案中，製造褶曲CFA結構，其中柔性CFA連接到具有與柔性CFA緊密相配的CTE的金屬箔底板。例如，柔性CFA可構造在熱穩定的PET (CTE為約18ppm/°C，CHE為約7ppm/%相對溼度)上，並且背平面可構造在不鏽鋼箔(CTE為約17ppm/°C，CHE為約Oppm/%相對溼度)上。前PET薄膜可使用前阻擋膜與溼氣隔絕。薄膜選項包括SiO2, SOx,SiO, ITO或其他透明陶器阻擋膜,或聚合物的材料如Ac IarTM (Honeywe 11 InternationalCorporation, Morristown,新澤西,美國)。由於CHE作用，使用這個隔離物使得PET的膨脹和收縮最小化。就這類組裝物而言，可以在受控的環境條件下在高解析度褶曲CFA(子象素間距為數百個像素/英寸)的相當大的薄板(很多個數十釐米)上精確校準(精確度範圍在數微米)柔性有源基質背平面。當然，降低解析度的實施方案可容易地由本領域技術 人員構造。在另一個實施方案中，CFA的彩色圖案直接構造在單個玻璃襯底上的TFT之下或直接在其之上，並且通過TFT和濾色器觀看顯示器。有利地，這個構造不需要任何對準。然而，在優選實施方案中，使用如上所述的和在上述2004/0155857中所述的「雙重釋放薄膜」，將電光層連接於TFT/CFA。根據這種方法，電光層或薄膜被塗布到釋放材料，然後從該釋放材料轉移到TFT/CFA。雙重釋放方法使用膠粘劑薄膜將電光層的前表面連接到TFT/CFA，並且使用疊層膠粘劑的第二層將該所得的結構連接到背平面。雙重釋放方法提供兩個根本的優點，即電光層前表面提供比其中疊層膠粘劑面對觀察者的另一種方法更好的光學特性，以及因為在最接近於TFT的一側上只存在薄的膠粘劑，由於降低了像素間的串像而改進了顯示器的解析度。除了以上特別指出的以外，對於本發明所用的，製造電泳及其他電光介質的優選材料和形成這種介質的優選方法同相似的現有技術相同，對於製造封裝的電泳介質所使用的這種優選材料和方法的深入討論，讀者可參考上述E Ink和MIT的專利和申請。
權利要求
1.用於產生不同顔色光脈衝的設備，該設備包括光源和被安排接受來自光源的光的濾光配件，該濾光配件包括 具有透光狀態和具有第一光學特性的著色狀態的第一電光層(1100)； 第一電極(1102,1104),其被安排向第一電光層(1100)施加電場,所述電場能夠使第一電光層(1100)在其透光狀態和著色狀態之間切換； 具有透光狀態和具有不同於第一光學特性的第二光學特性的著色狀態的第二電光層(1106);和 第二電極(1108,1110),其被安排向第二電光層(1106)施加電場,所述電場能夠使第ニ電光層(1106)在其透光狀態和著色狀態之間切換。
2.一種製造混合顯示器的方法，該方法包括 (a)提供前平面疊層，其包括電光層和基底，該前平面疊層具有第一熱膨脹係數(CTE);和 (b)通過將前平面疊層層壓至背平面製造電光顯示器，所述背平面包括至少ー個電極，該背平面具有第二熱膨脹係數(CTE)， 該方法特徵為 (C)將顯示器加熱至閾溫以上的溫度，從而製造具有曲率的加熱的顯示器；和 (d)逐漸地降溫至周圍溫度以釋放結構應力使得曲率充分降低，所述結構應カ是由於前平面疊層和背平面的任何不均勻膨脹造成的。
3.一種製造混合顯示器的方法，該方法包括 將前平面疊層粘附至背平面，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料，所述背平面包括具有第二熱膨脹係數(CTE)的第二材料，從而製造具有第一曲率的混合顯示器(1232)，該方法特徵為通過強制顯示器暫時呈現相對於第一曲率的第二曲率而降低混合顯示器(1232)的曲率。
4.一種製造混合顯示器的方法，該方法包括 (a)提供前平面疊層，其包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料；和 (b)將背平面粘附於前平面疊層，所述背平面包括具有第二熱膨脹係數(CTE)的第二材料， 該方法特徵為 (C)通過將第三面板粘附至背平面而製造混合顯示器，所述第三面板包括不同於第二材料的材料，使得與只由前平面疊層和背平面而不是第三面板組成的顯示器相比，混合面板的總曲率充分地降低。
5.一種製造混合顯示器的方法，該方法特徵為 (a)調節前平面疊層至第一溫度，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹係數(CTE)的第一材料； (b)調節背平面至第二溫度，所述背平面包括具有第二熱膨脹係數(CTE)的第二材料；和 (C)將溫度調節過的前平面疊層粘附於溫度調節過的背平面以製造混合顯示器。
全文摘要
封裝的電泳顯示器，通過在一定溫度將電泳介質層壓至背平面(110)製成，所述電泳介質包括多個在聚合物粘合劑(106′)中的離散小滴(104)，每個小滴(104)包括多個分散在懸浮液中的帶電粒子，所述背平面(110)具有至少一個電極，在該溫度時聚合物粘合劑(106′)流動並且將電泳介質固定至背平面(110)。
文檔編號G02B26/00GK102736351SQ20121018714
公開日2012年10月17日 申請日期2004年10月22日 優先權日2003年10月24日
發明者G·M·杜塔勒, R·J·保利尼, S·J·奧奈爾, T·H·懷特賽斯 申請人:伊英克公司