CN100478769C - 显示介质、显示装置和显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示介质、显示装置和显示方法，所述显示介质具有调光层，所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒。所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。所述显示装置具有电场形成单元和所述调光层。所述显示方法使用所述显示介质，该方法包括使至少一种电荷移动性微粒分散，而使其余的电荷移动性微粒不分散。

Description

显示介质、显示装置和显示方法
技术领域
本发明涉及一种显示介质和显示方法。特别地，本发明涉及使用电荷移动性微粒的显示介质和显示方法，所述电荷移动性微粒被广泛地用作诸如调光玻璃、调光元件和显示元件等光学元件。
背景技术
随着高度信息化社会的发展，对于电子纸张系统、彩色显示系统和大表面积显示系统的需求越来越高。作为实现这些系统的技术，已经开发了诸如CRT(阴极射线管)、液晶、EL(电致发光)、LED(发光二极管)和等离子体等显示技术。此外，除了这些自身发光系统之外，还对能够节约电能消耗并极少导致人眼的不适感觉的反射型显示系统的开发进行了研究。作为反射型显示系统，主要使用反射型液晶技术。
另一方面，对于下一代电子纸张显示系统的需求非常大，然而现状是尚未建立起能够满足该需求的有希望的技术。被认为可实际应用的已知候补方法的实例包括电泳法、液晶法和有机EL法。
由于液晶法是一种过滤法，因此存在介质厚度和重量难以降低的问题。由于有机EL法是自发光型方法，存在没有记忆的问题，因此其应用局限在较窄的范围内。
作为使用电泳法的显示元件，已经披露了以下技术。
已经披露了使用布置在一对电极之间的微胶囊的方法，其中将分散介质和电泳颗粒封装在微胶囊中。此外，还报道了使用封装有磁性流体的微胶囊的磁泳方法。
此外，还披露了一种在单个微胶囊中有选择地驱动以混合状态布置的多种着色颗粒的方法。
然而，由于所有这些方法均使用微胶囊，因此难以进行细点显示和全色显示。在传统已知的方法的情况中，原理上难以有选择地驱动所述颗粒。
此外，还描述了一种结构，在该结构中，将大致相同量的带电的电泳颗粒各自布置于沿着彼此之间具有预定间距的一对基板的表面划分的多个区域中，并且分散介质为蓝色，电泳颗粒为黑色。已有报道称使用该结构可以改善显示品质。
然而，该结构在全色显示方面存在困难，并且必须平行布置，这是因为如果层积布置，则无法通过利用各层中颗粒的组合的减色混合法进行彩色显示。因此，该装置会变得复杂。
此外，还披露了通过平行布置表达多种颜色的格室或微胶囊进行彩色显示的方法。在该方法中，由于平行布置，无法实现高分辨率和足够的对比度。
此外，还披露了一种在垂直方向上层积两层或两层以上的包含颗粒和/或介质的透光性电泳部件的方法。然而，要使用染料使颗粒着色，因此无法获得足够的着色浓度。
此外，还披露了一种方法，其中将具有布置在重叠位置的两个显示电极、两个集电极和两种透光性着色颗粒的格室层积或平行布置。然而，因为使用了用染料着色的相对较大的颗粒，所以无法获得足够的颜色浓度，并且着色剂的稳定性存在问题。
此外，还披露了一种颗粒沿垂直于基板的方向移动的方法，其中所述颗粒处于分散状态时是无色的，并且在处于凝集状态时显示出颗粒的颜色。然而在该方法中，由于预定颜色是通过使颗粒凝集获得的，因此为实现多色化和多灰度，必须制备大量封装有颗粒的格室，并且必须使用区域灰度。因此，由于难以使用一个格室来表现一个像素和在一个像素中实现着色，所以该方法存在难以获得高分辨率并且无法获得足够的对比度的问题。
发明内容
鉴于上述情况而作出了本发明，并且本发明提供一种显示介质、种显示装置和一种显示方法。
根据本发明的一个方面，显示介质包含调光层，所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒，其中所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。
根据本发明的另一方面，显示装置包含调光层和在所述调光层中形成电场的电场形成单元，其中所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒，所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。
根据本发明的另一方面，显示方法包括将所有电荷移动性微粒放置在包含调光层的显示介质中，所述调光层包含至少两种处于分散状态的电荷移动性微粒；使所述至少两种电荷移动性微粒中的至少一种保持分散状态，并使所述至少两种电荷移动性微粒中的其它电荷移动性微粒处于非分散状态，其中所述至少两种电荷移动性微粒的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。
附图说明
图1A至图1C是显示当根据本发明的显示介质在调光层中包含两种电荷移动性微粒时的一个实例的示意图。图1A是显示将两种电荷移动性微粒都分散在调光层中时的状态的示意图。图1B是显示两种电荷移动性微粒中的一种被分散时的状态的示意图。图1C是显示所有电荷移动性微粒向一个电极凝集时的状态的示意图。
图2A至2C显示具有不同于图1A至图1C所示的构成的一个实例的示意图，其中根据本发明的显示介质在调光层中包含两种电荷移动性微粒。图2A是显示将两种电荷移动性微粒都分散在调光层中时的状态的示意图，图2B是显示两种电荷移动性微粒中的一种被分散时的状态的示意图，图2C是显示所有电荷移动性微粒向一个电极凝集时的状态的示意图。
图3A至图3D是显示当根据本发明的显示介质在调光层中包含三种电荷移动性微粒时的一个实例的示意图。图3A是显示将所有三种电荷移动性微粒都分散在调光层中时的状态的示意图。图3B是显示三种电荷移动性微粒中的一种向一个电极凝集时的状态的示意图。图3C是显示三种电荷移动性微粒中的一种被分散时的状态的示意图。图3D是显示三种电荷移动性微粒中与图3B中不同的一种电荷移动性微粒向一个电极凝集时的状态的示意图。
图4是显示当根据本发明的显示介质具有将调光单元格室层积布置的构成时的一个实例的示意图。
图5是显示当根据本发明的显示介质具有将调光单元格室以沿背面基板的基板表面方向布置的构造时的一个实例的示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明。
显示介质
本发明的显示介质包含调光层，所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒。所述两种电荷移动性微粒中的每一种都具有不同的显色性和移动度。
在所述至少两种电荷移动性微粒中，至少有一种电荷移动性微粒当其处于分散状态时显示出显色性。根据该特性，当在调光层中形成具有给定强度的电场时，在调光层中具有较高移动度的电荷移动性微粒比具有较低移动度的电荷移动性微粒移动得快。因此，当根据电荷移动性微粒的种类而改变(控制)电场强度以便在调光层中有选择地移动电荷移动性微粒时，可以控制分散在调光层中的电荷移动性微粒的种类。因此，可以在一个调光层中实现多种颜色显示。此外，包含这种调光层的本发明的显示介质能够以高分辨率实现全色显示。
调光层
包含在根据本发明的显示介质中的调光层包含至少两种电荷移动性微粒，它们分别显示出不同的显色性和移动度。
在这些电荷移动性微粒中，至少一种电荷移动性微粒在处于分散状态时显示出显色性。本发明中，就处于分散状态时显示出显色性的所述电荷移动性微粒而言，可以使用一种或多种这样的电荷移动性微粒。
即，在根据本发明的调光层中，属于同种(组)电荷移动性微粒的各电荷移动性微粒的移动度具有基本相同的构成，属于同种电荷移动性微粒的电荷移动性微粒在分散状态下显示出同样的色彩。
此外，根据需要还可以向调光层中添加诸如绝缘液体、聚合物树脂或高分子量颜料分散剂等添加剂。
上文所述的移动度表示在单位电场强度下在单位时间内电荷移动性微粒组中的各颗粒能够移动的距离。即，移动度表示在单位电场强度下，电荷移动性微粒的平均移动速度。
上述短语“在分散状态下显示出显色性”是指电荷移动性微粒在分散在介质中的状态下显示出用肉眼可以观察到的色调。
通过改变电荷移动性微粒，特别是金属胶体颗粒的金属、形状和粒径(体均粒径)，该色调可以是各种色彩。
金属胶体如金胶体的显色归因于电子的等离子体振动，并由所谓等离激元吸收的显色机理所致。据说通过等离激元吸收产生的显色归因于由光电场导致的金属中自由电子的摆动；电荷出现在颗粒表面上；以及由此导致非线性极化。由金属胶体产生的显色具有高色度和透光率，并具有优异的耐久性。当所述颗粒为所谓的粒径为数纳米到数十纳米的纳米颗粒时，可以观察到这种由金属胶体产生的显色，而且，作为着色材料，粒径分布较窄的胶体是有利的。
在根据本发明的显示介质的调光层中所包含的多种电荷移动性微粒的每一种分别具有不同的移动度。
在调光层中所包含的多种电荷移动性微粒中，移动度最接近的两种电荷移动性微粒之间的移动度之差优选大于或等于约1×10-6cm2/Vs，更优选大于或等于约5×10-6cm2/Vs，特别优选大于或等于约1×10-5cm2/Vs。
当移动度最接近的电荷移动性微粒种类之间的移动度之差小于约1×10-6cm2/Vs时，当在调光层中形成电场时，由于单位时间内电荷移动性微粒种类之间的移动距离之差太小，会存在显示介质不会产生优异的色彩变化的问题。
调光层中所包含的电荷移动性微粒的移动度可以通过以下方法测量：至少用电荷移动性微粒填充两端夹在电极之间的格室，测量通过对电极施加电压在格室中产生的电场强度、对电极施加电场期间的时间和在格室中形成有电场的这段时间内微粒移动的移动距离。
当通过使用例如CCD测量移动距离时，可以观察和测量颗粒移动以及由颗粒移动导致的色彩变化。
此外，作为移动度的测量方法，还可以使用这样的方法，即对格室施加电场，然后评价格室的颜色变化的过程以作为透射率或反射率随时间的变化。具体地，通过使用分光光度计如USB 2000(商品名，得自Ocean Optics Co.，Ltd.)测量对夹有格室的电极施加电压时电压的电压值、施加电压期间的时间以及开始施加电压后格室透射率或反射率的变化。
电荷移动性微粒
本发明使用多种电荷移动性微粒。每种电荷移动性微粒的显色性和移动度都与其余种类的不同。多种电荷移动性微粒中的至少一种在其电荷移动性微粒处于分散状态时显示出显色性和给定的移动度。即，当施加电场(电压)时电荷移动性微粒展示出移动性。对于本发明中使用的电荷移动性微粒没有其它特别限制。本发明中可以使用在处于分散状态时显示出显色性的一种或多种电荷移动性微粒。
考虑到着色性和稳定性，优选因表面等离激元共振而具有显色功能的金属胶体颗粒作为具体的在处于分散状态时显示出显色性的电荷移动性微粒。下文中将描述金属胶体颗粒的实例，当然金属胶体颗粒的实例不应局限于这些实例。
金属胶体颗粒的金属的实例是贵金属和铜(下文统一称为金属)。贵金属不受特别限制，其优选实例包括金、银、钌、铑、钯、锇、铱和铂。其中优选金、银、钯和铜。
获得金属胶体颗粒的方法是已知的，例如：还原金属离子然后经金属原子和金属簇制备纳米颗粒的化学方法；和使用冷阱捕获惰性气体中块状金属蒸发所产生的微粒状金属的物理方法，或者通过真空蒸发在聚合物薄膜上形成金属薄膜，然后通过加热破坏该金属薄膜并随后以固相状态将该金属微粒分散到聚合物中的物理方法。该化学方法不需要任何专门设备，因此对于本发明的金属胶体颗粒的制备是有利的，稍后将介绍其一般实例。但是，所述方法不应局限于所例举出的方法。
金属胶体颗粒由上述金属的化合物形成。该金属的化合物不受特别限制，只要包含该金属即可，其实例包括氯金酸、硝酸银、乙酸银、高氯酸银、氯铂酸、氯铂酸钾、氯化铜(II)、乙酸铜(II)和硫酸铜(II)。
该金属胶体颗粒可以通过将溶解在溶剂中的上述金属化合物还原成金属而获得，其形式为用分散剂保护的金属胶体颗粒的分散液，还可以通过进一步除掉该分散液中的溶剂而以固溶胶形式获得。也可以以除上述形式之外的任意其它形式获得金属胶体颗粒。
溶解金属化合物时，可以使用具有高分子量的颜料分散剂，稍后将对其进行介绍。使用具有高分子量的颜料分散剂使得可以获得稳定的受该分散剂保护的金属胶体颗粒。
此时，当选定并应用高分子量颜料分散剂的种类、浓度和搅拌时间的所需条件时，可以控制吸附在金属胶体颗粒表面上的分散剂的浓度。即，当提高高分子量颜料分散剂的浓度或延长其搅拌时间时，可以提高吸附在金属胶体颗粒表面上的高分子量颜料分散剂的量。由此可以控制金属胶体颗粒的移动度。
当在本发明中使用金属胶体颗粒时，可以使用上述具有分散液形式的金属胶体颗粒或通过将上述具有固溶胶形式的金属胶体颗粒再分散到溶剂中而获得的金属胶体颗粒。所使用的金属胶体颗粒的形式不受特别限制。
当使用具有分散液形式的金属胶体颗粒时，制备中所使用的溶剂优选为下述绝缘液体。此外，当使用用于进行再分散的固溶胶时，用于制备固溶胶的溶剂可以是不受特别限制的任意溶剂。作为再分散中所使用的溶剂，下述绝缘液体是优选的。
基于金属的种类、形状和体均粒径，金属胶体颗粒可以显示出各种颜色。因此，使用金属的种类、形状和体均粒径受到控制的电荷移动性微粒使得可以提供包括RGB显色的各种色调，使本发明的显示元件成为彩色显示元件。此外，控制金属和所要获得的金属胶体颗粒的形状和粒径使得可以提供RGB全色型显示元件。
RGB系统中分别用于显示R、G和B颜色的金属胶体颗粒的体均粒径无法具体限定，因为其取决于金属、颗粒制备条件和形状。例如，在使用金胶体颗粒时，随着体均粒径变大，颜色趋向于从R显色变为G显色，进而变为B显色。
可以使用激光衍射散射法作为本发明中体均粒径的测量方法，该方法包括对颗粒照射激光束和由来自颗粒的衍射光和散射光的强度分布图案测量平均粒径。
调光层总重中电荷移动性微粒的含量(重量％)不受特别限制，只要其浓度能够获得理想色调即可。对于显示装置，根据调光层的厚度调整该含量是有效的。即，为获得理想色调，当调光层较厚时，则将含量调低，当调光层较薄时，则将含量调高。通常该含量约为0.01重量％～50重量％。
上述金属胶体颗粒可以通过例如在“Synthesis and Preparation ofMetal Nano-Particles，Control Techniques and Application Developments”，Technical Information Institute Co.，Ltd.，2004中已介绍的普通制备方法制备。下文将描述一个实例；但是，该方法不应局限于所例举出的方法。
固溶胶
下文将描述上述金属胶体颗粒制备中金属的固溶胶的一个实例。
在本发明的金属固溶胶中，从着色性方面考虑，上述金属胶体颗粒在每1kg稍后将介绍的具有高分子量的颜料分散剂中的含量优选大于或等于约50mmol。如果金属胶体颗粒的量小于约50mmol，则着色性不足。金属胶体颗粒的含量更优选大于或等于约100mmol。
关于本发明的金属固溶胶，金属胶体颗粒优选具有约1nm～100nm的体均粒径，更优选具有约2nm～50nm的体均粒径。如果体均粒径小于约1nm，则着色力低，如果超过约100nm，则色度低。此外，本发明的金属固溶胶优选具有较窄的粒径分布。如果粒径分布较宽，则色度会较低，因而是不理想的。
由于本发明的金属固溶胶具有高色度，并包含高浓度的金属胶体颗粒，因此着色性良好。本发明的金属固溶胶可以与诸如树脂等聚合物树脂(粘合剂)具有良好的相容性。因此，当将金属固溶胶加入这种聚合物树脂(粘合剂)中时会很稳定，并且不会凝集，而且具有足够的着色力。根据需要，可以添加其它添加剂。此外，可以将该金属固溶胶溶解在适当溶剂中，以水溶胶或有机溶胶的形式使用。
固溶胶的生产方法
下文中将介绍上述金属固溶胶生产方法的一个实例，但是，该方法不应局限于所例举出的方法。将金属化合物溶解在溶剂中，并混合具有高分子量的颜料分散剂，然后还原成金属，从而形成受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒。然后除掉溶剂以获得固溶胶。
在该生产方法中，上述金属化合物可以在溶于溶剂后使用。该溶剂不受特别限制，只要能够溶解该金属化合物即可。溶剂的实例包括水和水溶性有机溶剂，例如丙酮、甲醇和乙二醇。它们可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。在本发明中，优选组合使用水和水溶性有机溶剂。
当上述溶剂为水和水溶性有机溶剂的混合溶剂时，优选首先将上述金属化合物溶解在水中，然后向其中加入水溶性有机溶剂，以获得溶液。在此情况下，金属化合物优选以大于或等于约50mM的浓度溶解在水中。如果浓度低于约50mM，则不可能获得包含较高比例金属胶体颗粒的固溶胶。浓度更优选大于或等于约100mM。
当使用银作为该金属时，上述水溶液的pH值优选小于或等于约7。如果pH值超过约7，则例如在使用硝酸银作为银化合物时，在还原银离子时会生成诸如氧化银等副产物。结果溶液会变混浊，因此是不理想的。如果上述水溶液的pH值超过约7，则优选通过添加例如约0.1N的硝酸来将pH调节为小于或等于约7。
上述水溶性有机溶剂与用于溶解金属化合物的水的体积比优选大于或等于约1.0。如果该比例小于约1.0，则具有高分子量的非水溶性颜料分散剂会无法溶解。所述体积比优选大于或等于约5.0。
在制备本发明的金属胶体颗粒时，向上述金属化合物溶液中添加具有高分子量的颜料分散剂也是有效的。在溶剂是水和水溶性有机溶剂的混合溶剂的情况中，具有高分子量的颜料分散剂优选为非水溶性的。如果所述分散剂是水溶性的，则在通过除掉水溶性有机溶剂获得固溶胶时，沉淀胶体颗粒会变得困难。作为具有高分子量的非水溶性的颜料分散剂，其实例可以是DISPERBYK 161和DISPERBYK 166(二者皆为商品名，Byk Mallinckrodt International Corporation制造)以及SOLSPERSE 24000和SOLSPERSE 28000(二者皆为商品名，Zeneca K.K.制造)。
基于100重量份的上述金属，具有高分子量的颜料分散剂的添加量优选约为20重量份～1000重量份。如果其低于约20重量份，则金属胶体颗粒的分散性会不足。如果超过约1000重量份，则在将具有高分子量的颜料分散剂混合到涂料或树脂成型物中时，具有高分子量的颜料分散剂的混合量会变得太大，以至于会对物理性质产生不良影响。添加量更优选约为50重量份～650重量份。
在本发明的金属胶体颗粒的制备中，将具有高分子量的颜料分散剂添加到上述金属化合物溶液中后，还原金属离子。还原方法不受特别限制。其实例包括通过通过添加化合物进行化学还原的方法，以及通过使用高压水银灯的光辐射而进行还原的方法。
所添加的上述化合物不受特别限制，其实例包括碱金属硼氢化合物如硼氢化钠；肼化合物；柠檬酸或其盐、琥珀酸或其盐，它们传统上均用作还原剂。在本发明中，除了上述还原剂之外，还可以使用胺。
通过将上述胺加入金属化合物溶液中并搅拌及混合所得溶液，所述胺可以在常温附近将金属离子还原为金属。使用胺使得可以不必使用有危险的或有害的还原剂，并使金属化合物的还原可以在约5℃～100℃，优选约20℃～80℃的温度下完成，而无需加热和专门的光辐射设备。
上述胺不受特别限制，其实例包括脂族胺如丙胺、丁胺、己胺、二乙胺、二丙胺、二甲基乙胺、二乙基甲胺、三乙胺、乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、1，3-二氨基丙烷、N，N，N’，N’-四甲基-1，3-二氨基丙烷、三乙撑四胺或四乙撑五胺；脂环胺如哌啶、N-甲基哌啶、哌嗪、N，N’-二甲基哌嗪、吡咯烷、N-甲基吡咯烷或吗啉；芳香胺如苯胺、N-甲基苯胺、N，N-二甲基苯胺、甲苯胺、茴香胺或氨基苯乙醚；以及芳烷基胺如苄胺、N-甲基苄胺、N，N-二甲基苄胺、苯乙胺、二甲苯二胺或N，N，N’，N’-四甲基二甲苯二胺。上述胺的实例还包括链烷醇胺如甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、三乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、丙醇胺、2-(3-氨基丙基氨基)乙醇、丁醇胺、己醇胺或二甲基氨基丙醇。其中优选链烷醇胺。
基于1摩尔上述金属化合物，上述胺的添加量优选约为1mol～50mol。如果小于约1摩尔，则还原不能充分进行，如果超过约50摩尔，则所生成的胶体颗粒的抗凝集稳定性将会恶化。所述添加量更优选约为2mol～8mol。
当使用上述的硼氢化钠作为还原剂时，不需要进行加热或使用任何专门的光辐射设备，因为还原可以在常温进行。
基于1摩尔上述金属化合物，硼氢化钠的添加量优选约为1mol～50mol。如果小于约1摩尔，则还原不能充分进行，如果超过约50摩尔，则所生成的胶体颗粒的抗凝集稳定性将会恶化。所述添加量更优选约为1.5mol～10mol。
当使用柠檬酸或其盐作为还原剂时，可以通过在醇的存在下加热回流混合物来还原金属离子。柠檬酸或其盐的优选实例是柠檬酸钠。
基于1摩尔上述金属化合物，柠檬酸或其盐的添加量优选约为1mol～50mol。如果小于约1摩尔，则还原不能充分进行，如果超过约50摩尔，则所生成的胶体颗粒的抗凝集稳定性将会恶化。所述添加量更优选约为1.5mol～10mol。
在本发明的金属胶体颗粒的制备中，将金属离子还原后，沉淀受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒，然后除掉上述溶剂。在使用水和水溶性有机溶剂作为溶剂时，根据所使用的具有高分子量的颜料分散剂的特性，可以按照以下方法除掉该溶剂。
当具有高分子量的颜料分散剂是非水溶性的时，优选首先通过蒸发等除掉水溶性有机溶剂，并且在沉淀受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒后除掉水。由于具有高分子量的颜料分散剂是非水溶性的，因此除掉上述水溶性有机溶剂会促进受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒的沉淀。
在此情况下，水溶性有机溶剂优选具有比水高的蒸发速度。如果水溶性有机溶剂的蒸发速度比水低，则在使用非水溶性分散剂作为上述具有高分子量的颜料分散剂时，水溶性有机溶剂不会先于水的除去而被除掉，因此无法通过除掉溶剂沉淀金属胶体颗粒以获得固溶胶。
当具有高分子量的颜料分散剂是溶剂型时，可以加入过量的不溶解具有高分子量的颜料分散剂的非极性有机溶剂，以便沉淀受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒，然后通过倾析等除掉溶剂。
除掉溶剂后，可以用离子交换水洗涤受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒。当受具有高分子量的颜料分散剂保护的金属胶体颗粒是通过添加过量的上述非极性溶剂而沉淀时，可以使用非极性溶剂洗涤该胶体颗粒。
在本发明的金属固溶胶的生产方法中，所获金属固溶胶具有约1nm～100nm的胶体平均粒径和较窄的粒径分布，因此该固溶胶具有高浓度的颜色和高色度。
本发明的金属固溶胶的生产方法仅需以下较少的步骤简便地进行：将上述金属化合物溶解在溶剂中以获得溶液，加入上述具有高分子量的颜料分散剂，将金属化合物还原成金属，然后除掉溶剂。此外，该方法可以生产具有高色度的金属固溶胶，与传统金属胶体颗粒相比，该金属固溶胶含有更高浓度的金属胶体颗粒。特别地，使用链烷醇胺使得易于在约20℃～80℃的温和条件下生产。
可以通过上述方式制备金属胶体颗粒，可以使用市售的金属胶体颗粒作为本发明中的金属胶体颗粒，只要该胶体颗粒在处于分散状态时显示出显色性即可。
此外，还可以通过以下方法(1)～方法(4)实际制备金属胶体颗粒，但是不应局限于这些制备方法。
金属胶体颗粒的分散液的制备方法
用于本发明的金属胶体颗粒的分散液可以制备成水基分散液和非极性溶剂基分散液中的任意一种状态。例如，当使用金或银制备金属胶体颗粒分散液时，可以通过以下生产方法制备该分散液，但是不应局限于以下生产方法。
(1)在将金属化合物(例如四氯金(III)酸四水合物)溶解在绝缘液体(例如水)中后，加入包含重量为金属(例如金)重量1.5倍的具有高分子量的颜料分散剂(例如SOLSPERSE 20000(商品名，Zeneca K.K.制造))的溶液，并进行搅拌。
在将脂族胺(例如二甲基氨基乙醇)加入混合溶液中以开始还原金离子后，进行过滤和浓缩，以获得金胶体颗粒溶液。
(2)在将金属化合物(例如四氯金(III)酸四水合物)溶解在水中后，加入通过将重量为金属(例如金)重量1.5倍的具有高分子量的颜料分散剂(例如SOLSPERSE 24000(商品名，Zeneca K.K.制造))溶解在非极性有机溶剂(例如丙酮)中所获得的溶液，并进行搅拌。
在将脂族胺(例如二甲基氨基乙醇)加入混合溶液中以开始还原金离子后，蒸发非极性溶剂，以获得包含金胶体颗粒和具有高分子量的颜料分散剂的固溶胶。然后，用水通过倾析洗涤该固溶胶，并将其溶解在非极性有机溶剂(例如乙醇)中，以获得金胶体颗粒溶液。
(3)在将金属化合物(例如硝酸银(I))溶解在水中后，加入包含重量为金属(例如银)重量1.5倍的具有高分子量的颜料分散剂(例如SOLSPERSE 20000(商品名，Zeneca K.K.制造))的水溶液，并进行搅拌。在将脂族胺(例如二甲基氨基乙醇)加入混合溶液中以开始还原银离子后，进行过滤和浓缩，以获得水基银胶体颗粒溶液。
(4)在将金属化合物(例如硝酸银(I))溶解在水中后，加入通过将重量为金属(例如银)重量1.5倍的具有高分子量的颜料分散剂(例如SOLSPERSE 24000(商品名，Zeneca K.K.制造))溶解在非极性有机溶剂(例如丙酮)中所获得的溶液，并进行搅拌。在将脂族胺(例如二甲基氨基乙醇)加入混合溶液中以开始还原银离子后，蒸发非极性溶剂，以获得包含银胶体颗粒和具有高分子量的颜料分散剂的固溶胶。然后，用水通过倾析洗涤该固溶胶，并将其溶解在非极性有机溶剂(例如甲苯)中，以获得溶剂型银胶体颗粒溶液。
关于上述金属胶体颗粒及其溶液，优选使用JP-A-11-76800中介绍的那些金属胶体颗粒及其溶液。
在此，如上所述，根据本发明的调光层中包含的各种电荷移动性微粒具有不同的移动度。
作为使处于分散状态时显示不同颜色的各电荷移动性微粒的移动度不同的制备方法，需要适当调整表面活性剂、颜料分散剂和电荷移动性微粒的表面处理剂的种类和浓度以及将它们加入和搅拌时的处理时间，从而可以制备具有不同移动度的电荷移动性微粒。
表面活性剂的实例包括阳离子表面活性剂(烷基胺盐和季铵盐)、非离子表面活性剂(聚氧乙烯烷基醚、聚氧化烯烷基醚、聚氧乙烯衍生物、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯烷基胺和烷基链烷醇酰胺)、阴离子表面活性剂(烷基硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸酯、烷基磺基琥珀酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、脂肪酸盐、聚碳酸型聚合物表面活性剂、芳香族磺酸甲醛缩合物钠盐和β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐)和两性表面活性剂。
表面活性剂浓度和/或颜料分散剂浓度相对于调光层中的金属浓度越高，则移动度会变得越大，表面活性剂浓度和/或颜料分散剂浓度相对于金属浓度越低，则会使移动度越小。
表面活性剂和/或颜料分散剂的处理时间越长，则使移动度越大，表面活性剂和/或颜料分散剂的处理时间越短，则使移动度越小。
因此，当控制电荷移动性微粒制备方法时，可以将移动度控制为用于分散期间所显示的每种颜色的预定值。此外，同样根据金属胶体颗粒的金属种类、粒径和形状，可以将移动度控制为预定值。
绝缘液体
本发明中使用的金属胶体颗粒的分散介质优选为绝缘液体。
绝缘液体的具体优选实例包括己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、癸烷、十六烷、煤油、石蜡、异链烷烃、硅油、二氯乙烯、三氯乙烯、全氯乙烯、高纯度石油、乙二醇、醇、醚、酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、碳酸丙二酯、碳酸乙二酯、轻质汽油、二异丙基萘、橄榄油、异丙醇、三氯三氟乙烷、四氯乙烷、二溴四氟乙烷以及它们的混合物。
也可以优选使用通过除掉杂质以具有下述体积电阻的水(所谓的纯水)。所述体积电阻优选大于或等于约103Ωcm，更优选约为107Ωcm～1019Ωcm，甚至更优选为1010Ωcm～1019Ωcm。上述体积电阻的调整可以抑制因电极反应导致的液体电解所产生的气泡，并且可以提供良好的重复稳定性，而不会损害每次通电时颗粒的电泳性质。
根据需要，可以将绝缘液体与酸、碱、盐、分散稳定剂、用于抗氧化和紫外线吸收的稳定剂、抗菌剂和防腐剂混合。优选适量添加这些添加剂，以便将体积电阻调节到上述特定范围。
聚合物树脂
本发明中使用的电荷移动性微粒(金属胶体颗粒)还优选分散在聚合物树脂中。聚合物树脂的优选实例包括聚合物凝胶和网状聚合物。
聚合物树脂的实例是衍生自诸如琼脂糖、琼脂胶、直链淀粉、海藻酸钠、海藻酸丙二醇酯、异剪秋罗糖(isolychnane)、胰岛素、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、cardrun、酪蛋白、角叉菜胶、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、愈创葡聚糖、琼脂、甲壳质、壳聚糖、丝素蛋白、瓜耳胶、梨籽(pyrus cydonia seed)、冠瘿多糖(crown gall polysaccharide)、糖原、葡甘露聚糖、硫酸角质素、角蛋白、胶原、乙酸纤维素、结冷胶、裂裥菌素、明胶、植物象牙甘露聚糖(vegetable ivory mannan)、外皮素、葡聚糖、硫酸皮肤素、淀粉、黄蓍胶、黑曲霉多糖、透明质酸、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、石耳素、海萝聚糖、分解的木葡聚糖、果胶、紫菜聚糖、甲基纤维素、甲基淀粉、海带多糖、地衣多糖、蘑菇多糖或刺槐豆胶等天然聚合物的聚合物凝胶，以及当聚合物树脂为合成聚合物时所有种类的聚合物凝胶。
其实例还包括在重复单元中含有诸如醇、酮、醚、酯或酰胺等官能团的聚合物。其具体实例包括聚乙烯醇、聚(甲基)丙烯酰胺化合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯和包含这些聚合物的共聚物。
其中，考虑到生产稳定性和电泳性质，优选使用明胶、聚乙烯醇和聚(甲基)丙烯酰胺。
这些聚合物树脂优选与绝缘液体组合使用。
具有高分子量的颜料分散剂
虽然具有高分子量的颜料分散剂不受特别限制，但优选使用下述物质。即：(i)主链和/或多个侧链上具有颜料亲合基的聚合物，该聚合物具有包含构成溶剂化部分的多个侧链的梳型结构；(ii)在主链中具有多个包含颜料亲合基的颜料亲合部分的聚合物；以及(iii)在主链的末端具有包含颜料亲合基的颜料亲合部分的线性聚合物。
这里所用的颜料亲合基是指对颜料表面具有很强吸附力的官能团。在有机溶胶中其实例包括叔氨基、季铵、具有碱性氮原子的杂环基、羟基和羧基；在水溶胶中其实例包括苯基、月桂基、硬脂基、十二烷基和油烯基。颜料亲合基对金属显示出很强的亲合性。具有高分子量的颜料分散剂凭借所拥有的颜料亲合基而作为金属的保护性胶体时，可展示出足够的性能。
梳型结构的聚合物(i)包含构成溶剂化部分的多个侧链和多个颜料亲合基，这些侧链象梳子齿一样与主链相连。此处将上述结构称为梳型结构。多个颜料亲合基不仅可以存在于侧链的末端，还可以存在于侧链中部和主链中。溶剂化部分对溶剂具有亲合性，并具有亲水或疏水结构。例如，溶剂化部分可以由水溶性聚合物链或疏水性聚合物链构成。
梳型聚合物(i)不受特别限制。该聚合物的实例包括：如特开平5-177123号公报所披露的包含聚(乙烯亚胺)的聚合物或其盐，其具有包含至少一个聚(羰基-烷撑氧)链的结构，其中烷撑氧基具有3～6个碳原子，聚(羰基-烷撑氧)链的每个链都具有3～80个羰基-烷撑氧基，并通过酰胺基或盐交联基与聚(乙烯亚胺)相连；如特开昭54-37082号公报所披露的包含聚(低级亚烷基)亚胺和具有游离羧酸基的聚酯之间的反应产物的聚合物，其中每个聚(低级亚烷基)亚胺链与至少两个聚酯链相连；以及如特公平7-24746号公报中披露的通过使胺化合物和数均分子量为300～7,000的含有羧基的预聚物同时或以任意顺序与末端具有环氧基的高分子量环氧化合物反应所获得的颜料分散剂。
梳型结构的聚合物(i)优选在其每个分子中包含约2～3000个颜料亲合基。当该基团的数量小于2时，分散稳定性可能会不足。当该基团的数量超过3,000时，则聚合物的处理可能因粘度太高而变得困难，而色度可能因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。颜料亲合基的数量更优选约为25～1,500。
梳型结构的聚合物(i)优选具有约2～1,000个构成溶剂化部分的侧链。当所述侧链的数量小于2时，则分散稳定性可能会不足。当所述侧链的数量超过1,000时，则聚合物的处理可能因粘度太高而变得困难，而色度可能因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。侧链的数量更优选约为5～500。
梳型结构的聚合物(i)优选具有约为2,000～1,000,000的数均分子量。当所述分子量小于2,000时，则分散稳定性可能会不足。当所述分子量超过1,000,000时，则聚合物的处理可能因粘度太高而变得困难，而色度可能因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。更优选所述分子量约为4,000～500,000。
在主链中具有包含颜料亲合基的多个颜料亲合部分的共聚物(ii)中，多个颜料亲合基沿主链排列，例如，颜料亲合基悬挂在主链上。本发明中使用的“颜料亲合部分”是指具有一个或多个起到吸附在颜料表面上的锚的作用的颜料亲合基的部分。
共聚物(ii)的实例包括：如特开平4-210220号公报所披露的通过将由多异氰酸酯、单羟基化合物和选自单羟基一元羧酸或单氨基一元羧酸之一组成的混合物与包含至少一个碱基性环氮和能够与异氰酸酯基反应的基团的化合物反应而获得的反应产物；如特开昭60-16631号公报、特开平2-612号公报和特开昭63-241018号公报所披露的将具有多个叔氨基或碱基性环氮原子的基团悬挂在包含聚氨酯/聚脲的主链上的聚合物；如特开平1-279919号公报所披露的包含具有水溶性聚(氧化烯)链的空间稳定化单元、结构单元和含有氨基的单元的共聚物，其中含有氨基的单元包含叔氨基或其酸加成盐或季铵基，其中该共聚物每1g共聚物包含0.025毫当量～0.5毫当量氨基；以及特开平6-100642号公报中所披露的重均分子量为2,500～20,000的两亲性共聚物，其中包含：具有选自下组的至少一个稳定剂单元的加聚物骨架：C1-4烷氧基聚乙二醇丙烯酸酯、C1-4烷氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、C1-4烷氧基聚乙烯共聚丙烯丙烯酸酯和C1-4烷氧基聚乙烯共聚丙烯甲基丙烯酸酯；其中所述骨架包含的非官能性结构单元至多为30重量％，所包含的所述稳定剂单元和官能性单元的总和至少为70重量％，其中所述官能性单元为：(a)苯乙烯单元，其中苯乙烯是具有取代基的或不具有取代基的苯乙烯；(b)含有羟基的单元，以及(c)含有羧基的单元，使得其摩尔比为每1摩尔羟基单元分别对应0.1摩尔～26.1摩尔羧基单元、0.28摩尔～25摩尔苯乙烯单元和0.8摩尔～66.1摩尔亚丙基氧或亚乙基氧基团。
共聚物(ii)优选在一个分子中具有约2～3,000个颜料亲合基。当该基团的数量小于2时，则分散稳定性可能会不足，而当该基团的数量超过3,000时，则共聚物的处理可能会因粘度太高而变得困难，并且色度会因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。颜料亲合基的数量更优选约为25～1,500。
共聚物(ii)优选具有约2,000～1,000,000的数均分子量。当分子量小于2,000时，则分散稳定性可能会不足，而当分子量超过1,000,000时，则共聚物的处理可能会因粘度太高而变得困难，并且色度会因胶体颗粒粒径分布较宽而降低。数均分子量更优选约为4,000～500,000。
尽管在主链的一个末端具有包含颜料亲合基的颜料亲合部分的线性聚合物(iii)仅在主链的一个末端具有一个或多个包含颜料亲合基的颜料亲合部分，但该聚合物对于颜料表面具有足够的亲合性。
线性聚合物(iii)不受特别限制。该聚合物的实例包括如特开昭46-7294号公报所披露的A-B型嵌段聚合物，其中一个嵌段是碱性的；如美国专利4,656,226所披露的A-B型嵌段聚合物，其中将芳香羧酸引入到A嵌段中；如美国专利4,032,698所披露的A-B型嵌段聚合物，其中一个末端是碱性官能团；如美国专利4,070,388所披露的A-B型嵌段聚合物，其中一个末端是酸性官能团；以及如特开平1-204914号公报所披露的通过向其A嵌段引入芳香羧酸使美国专利4,656,226所披露的A-B型嵌段聚合物在耐候性和抗黄化性方面得到改进的聚合物。
线性聚合物(iii)优选在一个分子中具有约2～3,000个颜料亲合基。当该基团的数量小于2时，则分散稳定性可能会不足，而当该基团的数量超过3,000时，则共聚物的处理可能会因粘度太高而变得困难，并且色度会因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。颜料亲合基的数量更优选约为5～1,500。
线性聚合物(iii)优选具有约1,000～1,000,000的数均分子量。当分子量小于1,000时，则分散稳定性可能会不足，而当分子量超过1,000,000，则共聚物的处理可能会因粘度太高而变得困难，并且色度会因胶体颗粒的粒径分布较宽而降低。数均分子量更优选约为2,000～500,000。
可以使用可商业获得的具有高分子量的颜料分散剂。可商业获得的具有高分子量的颜料分散剂的实例包括20000、
Figure C20061014352300222
24000、
Figure C20061014352300223
26000、
Figure C20061014352300224
27000和
Figure C20061014352300231
28000(Zeneca Co.制造)；
Figure C20061014352300232
-160、
Figure C20061014352300233
-161、
Figure C20061014352300234
-162、
Figure C20061014352300235
-163、-166、
Figure C20061014352300237
-170、
Figure C20061014352300238
-180、
Figure C20061014352300239
-182、
Figure C200610143523002310
-184和
Figure C200610143523002311
-190(BYKChemie Co.制造)；EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48和EFKA-49(商品名，EFKA Chemical Co.制造)；POLYMER 100、POLYMER 120、POLYMER150、POLYMER 400、POLYMER 401、POLYMER 402、POLYMER 403、POLYMER 450、POLYMER 451、POLYMER 452和POLYMER 453(商品名，EFKA Chemical Co.制造)；AJISPER PB-711、AJISPER PA-111、AJISPER PB-811和AJISPER PW-911(商品名，Ajinomoto Co.制造)；FLOREN DOPA-158、FLOREN DOPA-22、FLOREN DOPA-17、FLORENTG-730W、FLOREN G-700和FLOREN TG-720W(商品名，共荣社化学社制造)。
由于具有高分子量的颜料分散剂是具有在侧链上包含颜料亲合基并具有构成溶剂化部分的侧链的接枝结构的聚合物(具有梳型结构的聚合物(i))、和在主链上具有颜料亲合基的聚合物(共聚物(ii)和线性聚合物(iii))，因此胶体颗粒的分散性良好，且聚合物适合用作金属胶体颗粒的保护性胶体。包含高浓度金属胶体颗粒的金属胶体颗粒分散体可以通过使用具有高分子量的颜料分散剂而获得。
本发明中使用的具有高分子量的颜料分散剂优选具有大于或等于约30℃的软化温度。当软化温度低于30℃时，则在存储期间金属固溶胶会成块。软化温度优选为大于或等于约40℃。
相对于100重量份的金属胶体颗粒，具有高分子量的颜料分散剂的含量优选约为20重量份～1,000重量份。当所述含量低于20重量份时，则金属胶体颗粒的分散性可能会不足，而当所述含量超过1,000重量份时，则通过将聚合物分散剂与涂料和树脂成型物混合，大量具有高分子量的颜料分散剂可能会混杂到粘合剂树脂中，从而使化学性质和物理性质恶化。该含量更优选约为50重量份～650重量份。
可以单独使用处于分散状态时显示出显色性的特定电荷移动性微粒，也可以其两种或两种以上组合使用。
传统已知的电荷移动性微粒也可以与处于分散状态时显示出显色性的特定电荷移动性微粒组合用作本发明中的电荷移动性微粒。传统已知的电荷移动性微粒的实例包括：导电材料(例如铂、钯或它们任意一种的合金、钌、铑和铱)；
无机材料(例如氧化钛、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、黄色氧化铁、钛黄、褐色氧化铁、钴绿、钴铬绿、钛钴绿、铁蓝、钴蓝、群青、青天蓝、钴铝铬蓝、钴紫、炭黑、铁黑、矾土白、锰铁氧体黑、钴铁氧体黑、钛黑、铝粉、黑色低氧化钛、铜粉、锡粉或锌粉)；
有机材料(例如偶氮颜料、缩聚偶氮颜料、金属络合偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、蒽醌颜料、皮蒽酮颜料、二噁嗪颜料、二萘嵌苯颜料等，其更具体的实例包括二偶氮黄、缩合偶氮黄、若丹明6G色淀、蒽醌基红(anthraquinolyl red)、二萘嵌苯红、二萘嵌苯栗、喹吖啶酮栗、喹吖啶酮猩红、喹吖啶酮红、酞菁绿、酞菁蓝、若丹明B色淀、二噁嗪紫、萘酚紫等)；
染料(例如酞菁染料、偶氮染料或蒽醌染料)；
聚合物(例如苯乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸甲酯聚合物、甲基丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸乙酯聚合物、丙烯酸乙酯聚合物、丙烯酸正丁酯聚合物、丙烯酸聚合物、丙烯酸胶(acryl gum)-甲基丙烯酸酯聚合物、尼龙聚合物、硅酮聚合物、聚氨酯聚合物、三聚氰胺聚合物、偏二氯乙烯聚合物、季吡啶鎓盐聚合物、纤维素等；其更具体的实例包括聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚芳酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸乙酯、聚苯乙烯、尼龙、聚氨酯树脂和三聚氰胺树脂)；
可商业获得的颗粒(例如MICROPEARL(商品名，积水化学工业(株)制造)、EPOCOLOR(商品名，日本触媒(株)制造)、CHEMISNOW(商品名，综研化学(株)制造)或TECHPOLYMER(商品名，积水化成品工业制造)；
通过将包含任何上述物质的树脂固体粉碎并着色而形成的粉末；任何上述物质与诸如分散剂等添加剂的混合物；以及包含任何上述物质和树脂的胶囊化粉末。
显示介质
根据本发明的显示介质优选具有多个包含调光层的调光单元格室。
所述调光单元格室包括调光层和在调光层中形成电场的电场形成单元，所述调光层是通过将电荷移动性微粒可移动地密封在一对相对的基板之间的间隙中而构成，从而利用电场使密封在调光层中的电荷移动性微粒移动。
光控制单元格室的尺寸与显示元件的分辨率紧密相关，较小的格室使得可以制造出高分辨率的显示元件。该尺寸通常约为10μm～1mm。
下面将参照图1～图4介绍本发明的显示介质。在下面对附图的说明中，具有相同功能的部件在所有附图中均被赋予相同的附图标记，并略去其详细说明。
在图1A至图1C中显示了根据本发明的显示介质的一个实例。
如图1A所示，将显示介质10构造成包括多个调光单元格室12，其中调光单元格室12包含至少背面基板14、与背面基板14相对且在二者间留有间隙的表面基板22以及调光层30。
在背面基板14上，依次层积第一电极16、绝缘层18和调光层30。
调光层30是通过用绝缘层18、间隙部件24和表面基板22围绕而形成的区域，并由包括两种电荷移动性微粒26A和26B和绝缘液体28的分散液构成，其中电荷移动性微粒26A和26B分别具有不同的移动度，并且在处于分散状态时显示出不同的显色性。
在调光层30的外周端部处，将第二电极20布置在沿间隙部件24和绝缘层18的交界方向延伸的线上，从而层积在绝缘层18上。
将用于在第一电极16和第二电极20之间输入电压以在调光层30中形成电场的电压输入部分32连接到第一电极16和第二电极20上，以便能够收到和发射信号。第一电极16和第二电极20相当于根据本发明的显示介质的电场形成单元。
在表面基板22和背面基板14中，至少表面基板是由透明基板形成的。
优选将聚合物如聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、尼龙、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、硅酮树脂、聚缩醛树脂、氟树脂、纤维素衍生物和聚烯烃的膜状或板状基板；和无机基板如玻璃基板、金属基板和陶瓷基板用于透明基板。当将该透明基板用作透光性光学元件时，优选透明基板具有至少约50％或更大的透光率(可见光)。
用于形成绝缘层18的材料不受特别限制，其可用实例包括传统已知的绝缘材料，例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂或无定形氟树脂。
可以使用已知的树脂材料作为间隙部件24的材料，而不受特别限制，不过从生产方面来看，优选使用感光性树脂。间隙部件24和电极可以由同一部件构成。在此情况下，间隙部件24可以由构成第一电极16和第二电极20的材料形成。
间隙部件24的宽度(在与间隙部件24的层积方向垂直的方向上的长度)不受特别限制，不过从显示装置的分辨率方面考虑，通常该宽度越小就越有效。一般说来，优选该宽度约为1μm～1mm。
间隙部件24的高度，即调光层30的层厚度根据所制备的显示介质10的尺寸、重量和显色性适当确定，通常约为2μm～1000μm。
经由粘合层(在附图中略去)将前述部件和各层粘合。粘合层的材料不受特别限制，可以使用热固性树脂和紫外线固化性树脂，同时选择不会对间隙部件24的材料和诸如包含在调光层30中的绝缘液体28等构成显示介质10的各部件的材料造成不利影响的材料。
作为第一电极16和第二电极20，使用透光率(可见光)至少约为50％或更高的透明电极。具体地，优选使用金属氧化物层如氧化锡-氧化铟(ITO)、氧化锡或氧化锌。此外，当形成电极时，这些材料可以单独使用，也可以层积多种材料。第一电极16和第二电极20的厚度和大小不受特别限制，可以随显示介质10而变化。
作为调光层30中所包含的至少两种电荷移动性微粒26，在处于分散状态时显示出不同颜色并具有不同移动度的电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B可以被引作实例。
作为使得处于分散状态时显示出不同颜色的各电荷移动性微粒26的移动度不同的制备方法，如上所述，应适当控制构成电荷移动性微粒的表面活性剂和电荷移动性微粒的表面处理剂的种类、浓度和搅拌时间，从而可以制备具有不同移动度的电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B。
下面将介绍本发明中显示介质10的调光层30中的运作实例。
下面将介绍如下情况，即在图1A至图1C所示的实例中，调光层30中所包含的电荷移动性微粒26A与电荷移动性微粒26B之间的移动度之差大于或等于约1×10-6cm2/Vs，电荷移动性微粒26B的移动度约为5×10-6cm2/Vs，电荷移动性微粒26A的移动度为约1×10-6cm2/Vs。
此外，第一电极16、第二电极20和绝缘层18由透明材料构成，作为背面基板14，使用预先着色从而具有与分别分散电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B时所显示的颜色不同的颜色的基板。
电荷移动性微粒26A处于分散状态时的颜色、电荷移动性微粒26B处于分散状态时的颜色和背面基板14的颜色优选如下构成，使得各颜色彼此不同，并分别为红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色中的任意一种颜色。当这样构成时，通过使用具有一个调光层的调光单元格室，可以实现多色(彩色)显示。
在图1A至图1C的实例中，为简化说明，将电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B以同样极性充电，并施加电压，使得对第二电极20以与电荷移动性微粒26相反极性进行充电。
在电压输入部分32未对第一电极16和第二电极20施加电压且未在调光层30中形成电场的状态下，如图1A所示，调光层30中所包含的多种电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B中的每一种都均匀地分散在调光层30中。
在如图1A所示的状态下，当从观察方向X进行观察时，通过叠加电荷移动性微粒26A处于其分散状态时所显示的颜色和电荷移动性微粒26B处于其分散状态时所显示的颜色而获得的颜色将显示作为调光单元格室12的颜色。
如果在第一电极16和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层30中的电场强度，从而在调光层中形成具有一定强度的电场，使得比电荷移动性微粒26A具有更大移动度的电荷移动性微粒26B有选择地移动，则如图1B所示，调光层30中的电荷移动性微粒26B将向第二电极20侧移动。
在如图1B所示的状态下，在调光层30中电荷移动性微粒26A处于分散状态。因此，从观察方向X观察时，电荷移动性微粒26A处于其分散状态时所显示的颜色将显示作为调光单元格室12的颜色。
如果在第一电极16和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层30中的电场强度，从而使调光层中形成具有一定强度的电场，使得电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B均可以在调光层30中移动，则如图1C所示，在调光层30中电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B都向第二电极20侧移动。
在图1C所示的状态下，电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B凝集在第二电极20侧，由观察方向X可以看到背面基板14的颜色。因此，背面基板14的颜色将显示作为调光单元格室12的颜色。
下面将介绍与图1A至图1C所示的显示介质10不同的本发明的显示介质的实施方案。
根据替代实施方案的显示介质40与显示介质10的不同之处在于，代替在显示介质10中作为电场形成单元的在背面基板14上以层状布置的第一电极16的是，在调光层30的外周端部布置线状第一电极44，从而使其以一定间隙并基本平行地面对布置在调光层30的另一外周端部的线状第二电极20。由于第一电极44由与如图1中所述的第一电极16相同的材料构成，因此略去对该构成的详细说明。
根据本实施方案的显示介质40的构成包括背面基板14、以一定间隙与背面基板14面对的表面基板22和多个包括调光层30的调光单元格室42。在背面基板14上，层积调光层30和表面基板22。
除了以下事实，即，将显示介质10的第一电极16布置在相对于第二电极20的调光层30的另一外周端部作为线状第一电极44并将调光层30直接层积在背面基板14上而不使用绝缘层18之外，显示介质40的构成与显示介质10的构成是相同的，因此略去详细介绍。
第一电极44和第二电极20的线宽均不受特别限制，不过通常约为2μm～1mm。第一电极44和第二电极20在层积方向上的层厚度不受特别限制，不过通常约为10nm～1μm。
下面将介绍如图2所示的本发明显示介质40的调光层30中的运作实例。
下面将介绍如下情况，即在图2A至图2C所示的实例中，与图1A至图1C中所示相似，调光层30中所包含的电荷移动性微粒26A与电荷移动性微粒26B之间的移动度之差大于或等于约1×10-6cm2/Vs，电荷移动性微粒26B的移动度约为1×10-5cm2/Vs，电荷移动性微粒26A的移动度为约1×10-6cm2/Vs。
此外，与图1A至图1C相似，作为背面基板14，可以使用具有与分别将电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B分散时所显示的颜色不同的颜色的预先着色的基板。
电荷移动性微粒26A处于分散状态时的颜色、电荷移动性微粒26B处于分散状态时的颜色和背面基板14的颜色优选如下构成，使得各颜色彼此不同，并分别为红(R)色、绿(G)色和蓝(B)色中的任意一种颜色。当这样构成时，通过使用具有一个调光层的调光单元格室，可以实现多色(彩色)显示。
在图2A至图2C的实例中，为简化说明，将电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B以同样极性充电，并施加电压，使得对第二电极20以与电荷移动性微粒26相反极性进行充电。
在电压输入部分32未对第一电极44和第二电极20施加电压且未在调光层30中形成电场的状态下，如图2A所示，调光层30中所包含的多种电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B中的每一种都均匀地分散在调光层30中。
在如图2A所示的状态下，当从观察方向X进行观察时，通过叠加电荷移动性微粒26A处于其分散状态时所显示的颜色和电荷移动性微粒26B处于其分散状态时所显示的颜色而获得的颜色将显示作为调光单元格室42的颜色。
如果在第一电极44和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层30中的电场强度，从而在调光层中形成具有一定强度的电场，使得比电荷移动性微粒26A具有更大移动度的电荷移动性微粒26B有选择地移动，则如图2B所示，调光层30中的电荷移动性微粒26B将向第二电极20侧移动。
在如图2B所示的状态下，在调光层30中电荷移动性微粒26A处于分散状态。因此，从观察方向X观察时，电荷移动性微粒26A处于其分散状态时所显示的颜色将显示作为调光单元格室42的颜色。
如果在第一电极44和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层30中的电场强度，从而使调光层中形成具有一定强度的电场，使得电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B均可以在调光层30中移动，则如图2C所示，在调光层30中电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B都向第二电极20侧移动。
在图2C所示的状态下，电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26B凝集在第二电极20侧，由观察方向X可以看到背面基板14的颜色。因此，背面基板14的颜色将显示作为调光单元格室42的颜色。
在图2A至图2C中，描述了当在调光层30中形成电场时，电荷移动性微粒26B向第二电极20移动的情况或电荷移动性微粒26A与电荷移动性微粒26B两者同时向第二电极20移动的情况。但是，可以向第一电极44和第二电极20施加电压，以使颗粒向第一电极44移动。
如上所述，当利用电压施加部分32的电场施加单元控制调光层30中所形成的电场强度时，作为两种电荷移动性微粒26之一的电荷移动性微粒26B可以向第二电极20侧移动，而另一种电荷移动性微粒26则可以分散在调光层30中。
此外，当通过使用电压施加部分32的电场施加单元控制调光层30中所形成的电场强度从而使两种电荷移动性微粒26都向第二电极20移动时，可以看到背面基板14的颜色。
因此当两种电荷移动性微粒26中仅有特定的一种处于凝集状态，而另一种电荷移动性微粒26分散在调光层30中时，分散在调光层30中的各种电荷移动性微粒26在处于分散状态时所显示的颜色将显示作为调光单元格室42或调光单元格室12的颜色，从而在具有调光层30的调光单元格室42或调光单元格室12中可以实现多色(彩色)显示。
此外，当在显示介质10或显示介质40上显示图像时，可以通过提供对应于该图像的各个像素的多个调光单元格室12或调光单元格室42来在一个像素中实现多色(彩色)显示。
在图1A至图1C和图2A至图2C中，介绍了调光层30中包含两种电荷移动性微粒26的情况，所述两种电荷移动性微粒26在移动度和处于分散状态时所显示的颜色方面各自不同。但是，只要各种电荷移动性微粒26在处于分散状态时所显示的颜色和移动度不同，则可以包括三种或三种以上电荷移动性微粒26。
例如，当调光层30中包含三种电荷移动性微粒26时，电荷移动性微粒26的构成优选使得例如移动度最接近的电荷移动性微粒种类之间的移动度之差大于或等于约1×10-6cm2/Vs，并且各种电荷移动性微粒在处于分散状态时所显示的颜色是红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)中的任意一种。当这样构成时，在具有一个调光层30的调光单元格室42或12中，可以实现多色(彩色)显示。
具体地，如图3A至图3C中所示，显示介质50的构成包括背面基板14、与背面基板14相对且其间留有间隙的表面基板22以及包括调光层31的调光单元格室52。
在背面基板14上，依次层积第一电极16、绝缘层18和调光层31。
调光层31是由绝缘层18、间隙部件34和表面基板22围绕而形成的区域，并由包括三种电荷移动性微粒26A、26B和26C和绝缘液体28的分散液构成，其中电荷移动性微粒26A、26B和26C分别具有不同的移动度，并且在处于分散状态时显示出不同的显色性。
由于如图3A至图3D所示的显示介质50具有与如图1A至1C所示的显示介质10相似的构成，不同的是如图1A至图1C所示的显示介质10包括两种电荷移动性微粒26(26A和26B)，而如图3A至图3D所示的显示介质50具有调光层31而非调光层30，并在调光层31中包含三种电荷移动性微粒26(26A、26B和26C)，因此略去其详细说明。
下面将介绍本发明中如图3A至图3D所示的显示介质50的调光层31中的运作实例。
下面将介绍如下情况，即在图3A至图3D所示的实例中，调光层31中所包含的电荷移动性微粒26B和电荷移动性微粒26C带有负电，而电荷移动性微粒26A带有正电。
此外，电荷移动性微粒26B的移动度约为5×10-6cm2/Vs，电荷移动性微粒26C的移动度约为1×10-6cm2/Vs，电荷移动性微粒26A的移动度约为9×10-6cm2/Vs。
在电压输入部分32未对第一电极16和第二电极20施加电压且未在调光层31中形成电场的状态下，如图3A所示，调光层31中所包含的多种电荷移动性微粒26A、电荷移动性微粒26B和电荷移动性微粒26C中的每一种都均匀地分散在调光层31中。
在如图3A所示的状态下，当从观察方向X进行观察时，通过叠加电荷移动性微粒26A处于其分散状态时所显示的颜色、电荷移动性微粒26B处于其分散状态时所显示的颜色和电荷移动性微粒26C处于其分散状态时所显示的颜色而获得的颜色将显示作为调光单元格室52的颜色。
即，在如图3A所示的状态下，因红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的加色过程而形成的白色将显示作为调光单元格室52的颜色。
如果在第一电极16和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层31中的电场强度，从而使调光层中形成具有一定强度的电场，使得电荷移动性微粒26B有选择地移动，并对第一电极16和第二电极20施加电压，使第二电极20侧成为正极，则如图3B所示，调光层31中的电荷移动性微粒26B会向第二电极20侧移动。
在如图3B所示的状态下，在调光层31中电荷移动性微粒26A和电荷移动性微粒26C处于分散状态。因此，从观察方向X观察时，通过叠加电荷移动性微粒26A在其处于分散状态时所显示的颜色(蓝色(B))和电荷移动性微粒26C在其处于分散状态时所显示的颜色(绿色(G))而获得的青色(C)将显示作为调光单元格室52的颜色。
如果在第一电极16和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层31中的电场强度，从而使调光层中形成具有一定强度的电场，使得电荷移动性微粒26B和电荷移动性微粒26C同时移动，并对第一电极16和第二电极20施加电压，使第二电极20侧成为正极，则如图3C所示，在调光层31中电荷移动性微粒26B和电荷移动性微粒26C向第二电极20侧移动。
在如图3C所示的状态下，在调光层31中电荷移动性微粒26A处于分散状态。因此，从观察方向X观察时，电荷移动性微粒26A在其处于分散状态时所显示的颜色(蓝色(B))将显示作为调光单元格室52的颜色。
另一方面，如果在第一电极16和第二电极20之间施加电压，并通过电压输入部分32控制形成在调光层31中的电场强度，从而使调光层中形成具有一定强度的电场，使得电荷移动性微粒26A有选择地移动，并对第一电极16和第二电极20施加电压，使第二电极20侧成为负极，则如图3D所示，在调光层31中电荷移动性微粒26A向第二电极20侧移动。
在如图3D所示的状态下，在调光层31中电荷移动性微粒26B和电荷移动性微粒26C处于分散状态。因此，从观察方向X进行观察时，通过叠加电荷移动性微粒26B在其处于分散状态时所显示的颜色(红色(R))和电荷移动性微粒26C在其处于分散状态时所显示的颜色(绿色(G))而获得的黄色(Y)将显示作为调光单元格室52的颜色。
如上所述，通过使用电压施加部分32的电场施加单元控制调光层31中所形成的电场强度，可以获得如下状态，即多种电荷移动性微粒26中至少有一种向第二电极20移动，而另外两种电荷移动性微粒26则在调光层31中处于分散状态。
因此，当多种电荷移动性微粒26中仅有特定一种凝集，而电荷移动性微粒26的其余种类分散在调光层31中时，通过叠加混合分散在调光层中的各种电荷移动性微粒处于分散状态时所显示的颜色而获得的颜色可以显示作为调光单元格室52的颜色，由此在具有调光层31的调光单元格室52中可以实现多色(彩色)显示。
此外，当将调光单元格室52对应于显示介质50所显示的图像的每个像素布置时，可以在一个像素中实现多色(彩色)显示。
根据本发明的显示介质可以进行如下构成：对应于在显示介质上显示图像时的各个像素，使多个上述调光单元格室12、调光单元格室42或调光单元格室52分别在沿背面基板的基板表面的方向上排列，以便将同一背面基板14用于所有格室。
具体地，如图5所示，显示介质60可以具有如下构成：将如图1A至图1C所示的调光单元格室12通过绝缘层18在沿背面基板14的基板表面的方向上排列。虽然在图5中已省略，但是可以假定电压施加部分32与各调光单元格室12的第一电极16和第二电极20相连，以便能够施加电压。
此外，根据本发明的显示介质可以具有如下构成：对应于在显示介质70上显示图像时的各像素，上述调光单元格室12、调光单元格室42或调光单元格室52针对每个像素以多层层积的形式形成。
具体地，如图4所示，显示介质70可以具有将如图1A至图1C所示的调光单元格室12层积在背面基板14上的构成。
此外，利用将如图1A至图1C所示的调光单元格室12层积在背面基板14上作为一个像素的构成，如图4所示，层积构成可以在沿背面基板的基板表面的方向上排列。
在图5和图4中，已经说明了为每个调光单元格室12布置电压施加部分32的情况。但是，可以在显示介质70或显示介质60上设置一个电压施加部分32以控制对显示介质70或显示介质60中所包含的多个调光单元格室12中的每一个所施加的电压。
当调光单元格室12以此方式层积构成时，根据本发明的显示介质可以为每个像素实现全色显示。
如上所述，根据本发明的显示介质，当将分别具有不同移动度并在处于分散状态时显示不同的显色性的至少两种电荷移动性微粒包含在调光层中，并且在调光层中形成具有给定强度的电场时，在调光层中具有较大移动度的电荷移动性微粒与具有较小移动度的电荷移动性微粒相比以更高的速度移动。
因此，当在同一调光层中包含根据电场强度易于移动的电荷移动性微粒和难以移动的电荷移动性微粒时，在改变电场强度以便有选择地移动电荷移动性微粒时，可以控制分散在调光层中的电荷移动性微粒，因此根据本发明的显示介质就可以成为能够以高分辨率全色显示的显示介质。
具体地，当对通过使用电压施加部分32的电场施加单元而形成在调光层中的电场强度进行控制，以便使多种电荷移动性微粒26中的至少一种向第二电极20移动时，可以由此控制分散在调光层30中的电荷移动性微粒26的种类。
因此，当多种电荷移动性微粒26中仅有特定种类凝集，而其余种类电荷移动性微粒26分散在调光层中时，通过混合分散在调光层中的各种电荷移动性微粒处于分散状态时所显示的颜色而获得的颜色可以显示作为调光单元格室的颜色，因此，在具有调光层的调光单元格室中，可以实现多色(彩色)显示。
此外，调光单元格室对应于一个像素布置时，可以在一个像素中实现多色(彩色)显示。
本发明的一些实施方案概述如下，但本发明不受这些实施方案的限制。
根据本发明的一个方面，显示介质包括包含调光层的显示介质，所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒，其中所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。在该方面中，所述至少两种电荷移动性微粒的每种电荷移动性微粒之间的移动度之差大于或等于约1×10-6cm2/Vs。所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种在处于分散状态时可以显示出红色、绿色和蓝色中的一种显色性。电荷移动性微粒可以分散在聚合物树脂中。处于分散状态时显示出显色性的电荷移动性微粒可以是因表面等离激元共振而具有显色功能的金属胶体颗粒。金属胶体颗粒可以是金胶体或银胶体。电荷移动性微粒的体均粒径可以约为1nm～100nm。电荷移动性微粒的体均粒径可以约为2nm～50nm。可以将多个调光单元格室层积在背面基板上，多个调光单元格室中的每一个均可以包含调光层。此外，多个调光单元格室可以在沿背面基板的基板表面的方向上排列，并且多个调光单元格室的每一个均可以包含调光层。
根据本发明的另一方面，显示装置包含调光层和在调光层中形成电场的电场形成单元，其中所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒，所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。在该方面中，电场形成单元可以形成电场，其中根据电荷移动性微粒的种类来控制所述电场的电场强度。电场形成单元可以包含一对电极。在所述一对电极中至少有一个电极可以形成在调光层的外周端部。所述至少两种电荷移动性微粒的每种电荷移动性微粒之间的移动度之差大于或等于约1×10-6cm2/Vs。所述至少两种电荷移动性微粒的每一种在处于分散状态时可以显示出红、绿或蓝中的一种显色性。电荷移动性微粒可以分散在聚合物树脂中。处于分散状态时显示出显色性的电荷移动性微粒可以是因表面等离激元共振而具有显色功能的金属胶体颗粒。金属胶体颗粒可以是金胶体或银胶体。电荷移动性微粒的体均粒径可以约为1nm～100nm。可以将多个调光单元格室层积在背面基板上，多个调光单元格室中的每一个均可以包含调光层。此外，多个调光单元格室可以在沿背面基板基板表面的方向上排列，并且多个调光单元格室中的每一个均可以包含调光层。
根据本发明的另一方面，显示方法包括：在具有包含至少两种电荷移动性微粒的调光层的显示介质中，使所有电荷移动性微粒处于分散状态；将所述至少两种电荷移动性微粒中的至少一种保持为分散状态，并使所述至少两种电荷移动性微粒中的其它种类的电荷移动性微粒处于非分散状态，其中所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且，所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性。在该方面中，该方法还可以包括使所有电荷移动性微粒处于非分散状态。此外，所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种在处于分散状态时可以分别显示不同的显色性。
实施例
下面将参照实例详述本发明的实施例，但本发明并不仅限于这些实施例。
实施例1
下面将参照图1描述本发明的显示介质10的一个实施例。
首先，作为第一电极16，通过溅射法在200μm厚的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的背面基板14上形成50nm厚的ITO层，并使该ITO层线状图案化(线宽：300μm)。接下来，形成作为绝缘层18的丙烯酸树脂层(厚度：0.1μm)。
然后，作为第二电极20，通过真空蒸发法形成50nm厚的铝层，并通过光刻法和干法蚀刻进行线状图案化。线宽约为30μm。
然后，使用感光性聚酰亚胺清漆形成间壁层，曝光并通过湿法蚀刻进行蚀刻以形成50μm高、20μm宽的间隙部件24。
当在间隙部件24和表面基板22的接合面上形成热熔粘合层后，将包含以下两种颗粒的蒸馏水28填充在间隙部件24之间，然后加热由PET制成的表面基板22以接合所述接合面并生产显示介质10(参考图1)。
金胶体颗粒26A的制备
将1ml的1重量％的氯金酸与79ml蒸馏水的混合溶液保持在60℃，并在搅拌下向其中加入4ml的1重量％的柠檬酸与4ml的1重量％的丹宁酸的混合溶液。接下来，当在100℃加热10分钟后，将该溶液浓缩至金浓度为0.1重量％，由此制备其中分散有金胶体颗粒的水溶液。如此制备的金胶体颗粒具有10nm的体均粒径和1.1×10-6cm2/Vs的移动度，并显示出红色作为分散状态下的颜色。
金胶体颗粒26B的制备
将1ml的1重量％的氯金酸与79ml蒸馏水的混合溶液保持在60℃，并在搅拌下向其中加入4ml的1重量％的柠檬酸与4ml的1重量％的丹宁酸的混合溶液。接下来，当在100℃加热30分钟后，将该溶液浓缩至金浓度为0.1重量％，由此制备其中分散有金胶体颗粒的水溶液。如此制备的金胶体颗粒具有35nm的体均粒径和5.1×10-6cm2/Vs的移动度，并显示出蓝色作为分散状态下的颜色。
即，金胶体颗粒26A与金胶体颗粒26B之间的移动度之差为4×10-6cm2/Vs。
使金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B在密封于调光层30中的状态下带有负电荷。
通过使用VHX-200(商品名，KEYENCE Corporation制造)观察在通过将各种颗粒密封在调光层30中所生产的显示介质10中，当向第一电极16和第二电极20施加3V电压时伴随着颗粒移动的颜色变化，来评价各种颗粒的移动度。
在如此制备的显示介质10中，在未对第一电极16和第二电极20施加电压的状态下，如图1A所示，由于金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B均处于分散状态，当从观察方向X观察时，将会看到作为显示介质10的颜色的通过混合金胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的红色和金胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的蓝色而获得的颜色(紫色)。
对显示介质10的第一电极16和第二电极20施加2V电压，该电压量足以使具有较大移动度的金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，而不会使金胶体颗粒26A向第二电极20侧移动。此处该电压的施加使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，调光层30中的金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，因此可以观察到金胶体颗粒26A分散在调光层30中的状态(图1B)。
因此，在显示介质10中，可以观察到处于分散状态的金胶体颗粒26A所显示的颜色(红色)。
此外，对显示介质10施加3V电压，以使金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A的所有颗粒均向第二电极20侧移动。此时，该电压的施加使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，可以观察到金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A都向第二电极20侧移动。因此，透过透明绝缘层18和第一电极16，呈现白色背面基板14的颜色(白色)，并且观察到白色作为显示介质10的颜色。
当对处于显示背面基板14的颜色的状态的显示介质的第一电极16和第二电极20施加交流电压时，金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A将恢复分散状态，因此会显示通过叠加金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A在处于分散状态时所显示的颜色而获得的颜色(紫色)。
实施例2
与实施例1相似，下面将参照图1介绍本发明的显示介质10的另一个实施例。实施例2与实施例1的不同之处在于，调光层30中所包含的金属胶体的移动度之差为1×10-6cm2/Vs。
与实施例1相似，在实施例2中，作为第一电极16，通过溅射法在200μm厚的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的背面基板14上形成50nm厚的ITO层，并使该ITO层线状图案化(线宽：300μm)。接下来，形成作为绝缘层18的丙烯酸树脂层(厚度：0.1μm)。
然后，作为第二电极20，通过真空蒸发法形成50nm厚的铝层，并通过光刻法和干法蚀刻进行线状图案化。线宽约为30μm。
然后，使用感光性聚酰亚胺清漆形成间壁层，曝光并通过湿法蚀刻进行蚀刻以形成50μm高、20μm宽的间隙部件24。
当在间隙部件24和表面基板22的接合面上形成热熔粘合层后，将包含以下两种颗粒的蒸馏水28填充在间隙部件24之间，然后加热由PET制成的表面基板22以接合所述接合面并生产显示介质10(参考图1)。
金胶体颗粒26A的制备
向实施例1中制备的金胶体颗粒26A中加入十二烷基三甲基铵盐，使其相对于金胶体颗粒为0.3重量％，然后搅拌。使用如此制备的金胶体颗粒作为实施例2的金胶体颗粒26A。如此制备的金胶体颗粒26A具有10nm的体均粒径和4×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为红色。
金胶体颗粒26B的制备
以与实施例1中所述相同的方式制备金胶体颗粒26B。金胶体颗粒26B具有35nm的体均粒径和5×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为蓝色。
即，金胶体颗粒26A与金胶体颗粒26B之间的移动度之差为1×10-6cm2/Vs。
使金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B在密封于调光层30中的状态下带有负电荷。
在如此制备的显示介质10中，在未对第一电极16和第二电极20施加电压的状态下，如图1A所示，由于金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B均处于分散状态，当从观察方向X观察时，将会看到作为显示介质10的颜色的通过混合金胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的红色和金胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的蓝色而获得的颜色(紫色)。
对显示介质10施加2V电压，该电压量足以使具有较大移动度的金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，而不会使金胶体颗粒26A向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，调光层30中的金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，因此可以观察到金胶体颗粒26A分散在调光层30中的状态(图1B)。
因此，在显示介质10中，可以观察到处于分散状态的金胶体颗粒26A所显示的颜色(红色)。
此外，对显示介质10施加3V电压，以使金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A的所有颗粒均向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，可以观察到金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A都向第二电极20侧移动。因此，透过透明绝缘层18和第一电极16，呈现白色背面基板14的颜色(白色)，并且观察到白色作为显示介质10的颜色。
当对处于显示背面基板14的颜色的状态的显示介质的第一电极16和第二电极20施加交流电压时，金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A将恢复分散状态，因此会显示通过叠加金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26A在处于分散状态时所显示的颜色而获得的颜色(紫色)。
实施例3
与实施例1相似，下面将参照图1介绍本发明的显示介质10的再一实施例。实施例3与实施例1的不同之处在于，调光层30中所包含的金属胶体的移动度之差为0.8×10-6cm2/Vs。
与实施例1相似，在实施例3中，作为第一电极16，通过溅射法在200μm厚的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的背面基板14上形成50nm厚的ITO层，并使该ITO层线状图案化(线宽：300μm)。接下来，形成作为绝缘层18的丙烯酸树脂层(厚度：0.1μm)。
然后，作为第二电极20，通过真空蒸发法形成50nm厚的铝层，并通过光刻法和干法蚀刻进行线状图案化。线宽约为30μm。
然后，使用感光性聚酰亚胺清漆形成间壁层，曝光并通过湿法蚀刻进行蚀刻以形成50μm高、20μm宽的间隙部件24。
当在间隙部件24和表面基板22的接合面上形成热熔粘合层后，将包含以下两种颗粒的蒸馏水28填充在间隙部件24之间，然后加热由PET制成的表面基板22以接合所述接合面并生产显示介质10(参考图1)。
金胶体颗粒26A的制备
向实施例1中制备的金胶体颗粒26A中加入十二烷基三甲基铵盐，使其相对于金胶体颗粒为0.6重量％，然后搅拌。使用如此制备的金胶体颗粒作为实施例3的金胶体颗粒26A。如此制备的金胶体颗粒26A具有10nm的体均粒径和4.2×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为红色。
金胶体颗粒26B的制备
以与实施例1中所述相同的方式制备金胶体颗粒26B。金胶体颗粒26B具有35nm的体均粒径和5×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为蓝色。
即，金胶体颗粒26A与金胶体颗粒26B之间的移动度之差为0.8×10-6cm2/Vs。
使金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B于密封在调光层30中的状态下带有负电荷。
在如此制备的显示介质10中，在未对第一电极16和第二电极20施加电压的状态下，如图1A所示，由于金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B均处于分散状态，当从观察方向X观察时，将会看到作为显示介质10的颜色的通过混合金胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的红色和金胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的蓝色而获得的颜色(紫色)。
对显示介质10的第一电极16和第二电极20施加1.5V电压。此处所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B均保持分散状态，在显示介质10中未观察到颜色变化。
再对显示介质10的第一电极16和第二电极20施加2V电压。此处所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，调光层30中的金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26B都向第二电极20侧移动。因此，透过透明绝缘层18和第一电极16，呈现白色背面基板14的颜色(白色)，并且观察到白色作为显示介质10的颜色。
实施例4
实施例1至3提供了在调光层30中包含两种金属胶体的实施例。实施例4提供了在调光层31中包含三种金属胶体的实例。
通过参照附图3，实施例4还提供了本发明的显示介质50的另一实例。
与实施例1相似，在实施例4中，作为第一电极16，通过溅射法在200μm厚的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的背面基板14上形成50nm厚的ITO层，并使该ITO层线状图案化(线宽：300μm)。接下来，形成作为绝缘层18的丙烯酸树脂层(厚度：0.1μm)。
然后，作为第二电极20，通过真空蒸发法形成50nm厚的铝层，并通过光刻法和干法蚀刻进行线状图案化。线宽约为30μm。
然后，使用感光性聚酰亚胺清漆形成间壁层，曝光并通过湿法蚀刻进行蚀刻以形成50μm高、20μm宽的间隙部件24。
当在间隙部件24和表面基板22的接合面上形成热熔粘合层后，将包含以下三种颗粒的蒸馏水28填充在间隙部件24之间，然后加热由PET制成的表面基板22以接合所述接合面并生产显示介质50(参考图3)。
金胶体颗粒26A的制备
将1ml的1重量％的氯金酸与79ml蒸馏水的混合溶液保持在60℃，并在搅拌下向其中加入4ml的0.005重量％的柠檬酸与4ml的1重量％的丹宁酸的混合溶液。接下来，在以金胶体量的0.6重量％的量加入十二烷基硫酸钠并在100℃加热30分钟后，将该溶液浓缩至金浓度为0.1重量％，由此制备其中分散有金胶体颗粒的水溶液。如此制备的金胶体颗粒具有50nm的体均粒径和3.0×10-6cm2/Vs的移动度，并显示出绿色作为分散状态下的颜色。
金胶体颗粒26B的制备
使用实施例1中所使用的金胶体颗粒26B作为实施例4的金胶体颗粒26B。金胶体颗粒26B具有35nm的体均粒径和5.1×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为蓝色。
金胶体颗粒26C的制备
使用实施例1中所使用的金胶体颗粒26A作为实施例4的金胶体颗粒26C。金胶体颗粒26C具有10nm的体均粒径和1.1×10-6cm2/Vs的移动度，并且在分散状态下的颜色为红色。
在密封于调光层31中的状态下，使金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26C带有负电荷，而金胶体颗粒26A带有正电荷。
在如此制备的显示介质50中，在未对第一电极16和第二电极20施加电压的状态下，如图3A所示，由于金胶体颗粒26A、金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26C均处于分散状态，当从观察方向X观察时，将会看到作为显示介质50的颜色的通过混合金胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的绿色、金胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的蓝色和金胶体颗粒26C处于分散状态时所显示的红色而获得的颜色。
对显示介质50的第一电极16和第二电极20施加2V电压，该电压量足以使具有最大的移动度的金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，而不会使金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26C向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，在调光层31中金胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，因此可以观察到金胶体颗粒26A和金胶体颗粒26C分散在调光层31中的状态(图3B)。
因此，在显示介质50中，可以显示通过叠加金胶体颗粒26C处于其分散状态时所显示的颜色(红色)和金胶体颗粒26A处于其分散状态时所显示的颜色(绿色)而获得的颜色(黄色)。
此外，对第一电极16和第二电极20施加3V电压，该电压量可以在调光层31中形成电场以使金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26C都向第二电极20侧移动。此时所施加的电压使得第一电极16成为负极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，可以观察到在调光层31中金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26C都向第二电极20侧移动。因此，由于金胶体颗粒26A在调光层31中变为分散状态，所以可以观察到金胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的颜色(绿色)作为显示介质50所显示的颜色。
对显示介质50的第一电极16和第二电极20施加2.5V电压，该电压量可以形成电场以使金胶体颗粒26A向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为正极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，可以观察到在调光层31中金胶体颗粒26A向第二电极20侧移动。因此，由于金胶体颗粒26B和金胶体颗粒26C在调光层31中变为分散状态，所以可以显示通过叠加金胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的颜色(蓝色)和金胶体颗粒26C处于分散状态时所显示的颜色(红色)而获得的颜色(紫色)作为显示介质50所显示的颜色。
实施例5
实施例1至4提供了调光层30或调光层31中所包含的金属胶体为金胶体的实例。实施例5提供了在调光层30中所包含的金属胶体为银胶体的实例。
与实施例2相似，通过参考图1，实施例5提供了本发明的显示介质10的又一实例。实施例5与实施例2的不同之处在于调光层30中所包含的金属种类不同。
在实施例5中，作为第一电极16，通过溅射法在200μm厚的由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的背面基板14上形成50nm厚的ITO层，并使该ITO层线状图案化(线宽：300μm)。接下来，形成作为绝缘层18的丙烯酸树脂层(厚度：0.1μm)。
然后，作为第二电极20，通过真空蒸发法形成50nm厚的铝层，并通过光刻法和干法蚀刻进行线状图案化。线宽约为30μm。
然后，使用感光性聚酰亚胺清漆形成间壁层，曝光并通过湿法蚀刻进行蚀刻以形成50μm高、20μm宽的间隙部件24。
当在间隙部件24和表面基板22的接合面上形成热熔粘合层后，将包含以下两种颗粒的蒸馏水28填充在间隙部件24之间，然后加热由PET制成的表面基板22以接合所述接合面并生产显示介质10(参考图1)。
银胶体颗粒26A的制备
向10ml的2-乙基己酸银的环己烷溶液(0.05重量％)中加入5ml十二烷基硫酸钠的乙醇溶液(0.5重量％)，接下来进行搅拌，然后加入5ml抗坏血酸的乙醇溶液(0.02重量％)，随后再在50℃加热10分钟。使用如此制备的银胶体颗粒作为实施例5的银胶体颗粒26A。如此制备的银胶体颗粒26A具有5nm的体均粒径和4.2×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为黄色。
银胶体颗粒26B的制备
向10ml的2-乙基己酸银的环己烷溶液(0.05重量％)中加入5ml十二烷基硫酸钠的乙醇溶液(0.05重量％)，接下来进行搅拌，然后加入5ml抗坏血酸的乙醇溶液(0.1重量％)，随后再在50℃加热30分钟。使用如此制备的银胶体颗粒作为实施例5的银胶体颗粒26B。如此制备的银胶体颗粒26B具有40nm的体均粒径和5.2×10-6cm2/Vs的移动度，并且分散状态下的颜色为红色。
即，银胶体颗粒26A与银胶体颗粒26B之间的移动度之差为1.0×10-6cm2/Vs。
使银胶体颗粒26A和银胶体颗粒26B于密封在调光层30中的状态下均带有负电荷。
在如此制备的显示介质10中，在未对第一电极16和第二电极20施加电压的状态下，如图1A所示，由于银胶体颗粒26A和银胶体颗粒26B均处于分散状态，当从观察方向X观察时，将会看到作为显示介质10的颜色的通过混合银胶体颗粒26A处于分散状态时所显示的黄色和银胶体颗粒26B处于分散状态时所显示的红色而获得的颜色(橙色)。
对显示介质10的第一电极16和第二电极20施加2V电压，该电压量足以使具有较大移动度的银胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，而不会使银胶体颗粒26A向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为正极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，调光层30中的银胶体颗粒26B向第二电极20侧移动，因此可以观察到银胶体颗粒26A分散在调光层30中的状态(图1B)。因此，在显示介质10中，可以观察到处于分散状态的银胶体颗粒26A所显示的颜色(黄色)。
对显示介质10的第一电极16和第二电极20施加3V电压，该电压量足以使银胶体颗粒26B和银胶体颗粒26A同时向第二电极20侧移动。此处所施加的电压使得第一电极16成为正极。
当将具有此电压值的电压施加到第一电极16和第二电极20上时，可以观察到银胶体颗粒26B和银胶体颗粒26A都向第二电极20侧移动。因此，透过透明绝缘层18和第一电极16，呈现白色背面基板14的颜色(白色)，并且观察到白色作为显示介质10的颜色。
当对处于显示背面基板14的颜色的状态的显示介质的第一电极16和第二电极20施加交流电压时，银胶体颗粒26B和银胶体颗粒26A将恢复分散状态，因此会显示通过叠加银胶体颗粒26B和银胶体颗粒26A在处于分散状态时所显示的颜色而获得的颜色(橙色)。

Claims (14)

1.一种包含调光层和在该调光层中形成电场的电场形成单元的显示装置，其中所述调光层包含至少两种电荷移动性微粒，所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度，并且所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性，
其中所述至少两种电荷移动性微粒中的各种电荷移动性微粒之间的移动度之差大于或等于1×10-6cm2/Vs；并且所述电荷移动性微粒是因表面等离激元共振而具有显色功能的金属胶体颗粒。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述电场形成单元形成电场，在所述电场形成单元中，根据电荷移动性微粒的种类来控制所述电场的电场强度。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中所述电场形成单元包含一对电极。
4.如权利要求3所述的显示装置，其中所述一对电极的至少一个电极形成在所述调光层的外周端部。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中所述至少两种电荷移动性微粒中的各种电荷移动性微粒在分散状态下显示出红色、绿色和蓝色中的一种显色性。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中所述电荷移动性微粒分散在聚合物树脂中。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中所述金属胶体颗粒为金胶体或银胶体。
8.如权利要求1所述的显示装置，其中所述电荷移动性微粒的体均粒径为1nm～100nm。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中所述电荷移动性微粒的体均粒径为2nm～50nm。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中多个调光单元格室层积在背面基板上，并且所述多个调光单元格室中的每一个都包含所述调光层。
11.如权利要求1所述的显示装置，其中多个调光单元格室均在沿背面基板的基板表面的方向上排列，并且所述多个调光单元格室中的每一个都包含所述调光层。
12.一种显示方法，所述方法包括：
在具有包含至少两种电荷移动性微粒的调光层的显示介质中，使所有电荷移动性微粒处于分散状态；和
将所述至少两种电荷移动性微粒中的至少一种保持为分散状态，并使所述至少两种电荷移动性微粒中的其它种类的电荷移动性微粒处于非分散状态，
其中所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种分别具有不同的显色性和不同的移动度；所述至少两种电荷移动性微粒中至少有一种在处于分散状态时显示出显色性；所述至少两种电荷移动性微粒中的各种电荷移动性微粒之间的移动度之差大于或等于1×10-6cm2/Vs；并且所述电荷移动性微粒是因表面等离激元共振而具有显色功能的金属胶体颗粒。
13.如权利要求12所述的显示方法，所述显示方法还包括使所有所述电荷移动性微粒处于非分散状态。
14.如权利要求12所述的显示方法，其中所述至少两种电荷移动性微粒中的每一种在处于分散状态时分别显示出不同的显色性。
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