CN104204930A - 用于电泳显示器的微杯设计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电泳显示膜，包括：a)各自具有第一形状的微杯，以及b)占据微杯总数的至少10％且具有和第一形状不同的形状的其余微杯。本发明的微杯设计不仅可以减少云纹图案，而且它也可以使微杯壁的缺陷变得不易察觉得多，因此提高了切割产量。

Description

用于电泳显示器的微杯设计
发明领域
本发明涉及用于电泳显示器的微杯设计，旨在既减少显示图像的明显缺陷，又避免云纹(Moire)。
发明背景
美国第6,930,818号专利揭示了基于微杯技术的电泳显示器。该专利描述了通过微压印或曝光成像而制造微杯作为显示器单元。然后用电泳液填充微杯，电泳液包括散布在溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子。
微杯的顶部开口传统上可具有相同尺寸和形状，且这些微杯散布于整个显示器表面。例如，在观察侧，所有微杯可具有正方形的顶部开口，或者所有微杯可具有六角形的顶部开口。
对于这种传统类型的设计，由于微杯不是随机化的，因此当微杯膜被层压至也具有可重复的规则图案的TFT背板时，云纹图案可能出现。如果在这种显示装置中使用彩色滤波器，则因为彩色滤波器也具有可重复的规则图案，故云纹图案更为严重。
通过将微杯旋转至较不严重的角度，可以减少云纹现象。然而，这种结构上的改变会减少切割产量，而且由于旋转角度必须准确，因此会增加处理成本。
附图简述
图1描述了分别具有(a)正方形开口和(b)六角形开口的微杯。
图2和图3示出微杯的开口形状可以如何随机化。
图4示出基于微杯的显示膜的“填充因子”。
图5(a)－图5(c)示出本发明的替代方面。
图6示出被层压至显示膜的TFT背板，其中微杯(a)具有相同形状，及(b)具有随机化的形状。
图7是具有波浪形隔断壁的微杯膜的三维视图。
图8是具有波浪形隔断壁的微杯膜的俯视图。
图9描述了波浪形隔断壁的间距和波幅。
图10示出具有波浪形隔断壁的微杯。
本发明概要
本发明的一方面针对电泳显示膜，包括：
a)具有第一形状的微杯，以及
b)占据微杯总数的至少10％且具有与第一形状不同的形状的其余微杯。
在一实施例中，其余微杯占据微杯总数的至少30％。在另一实施例中，其余微杯占据微杯总数的至少50％。
在一实施例中，(b)类微杯随机地散布于(a)类微杯中间。
在一实施例中，通过移除预定数量的(a)类微杯的隔断壁，并且用新的隔断壁来替换所移除的隔断壁，来形成(b)类微杯。
在另一实施例中，通过在界定区域内移动预定数量的(a)类微杯中的每一个顶点，并且重新连接所移动的顶点，来形成(b)类微杯。
在一实施例中，界定区域是圆。在一实施例中，顶点独立地于X方向移动Δx且在Y方向移动Δy。在一实施例中，Δx或Δy的绝对值不超过作为界定区域的圆的半径。
在一实施例中，电泳显示膜包括微杯，其中所有微杯具有各自不同的形状。
本发明的进一步方面针对一种包括微杯的电泳显示器，其中至少一个微杯包括波浪形隔断壁。
在一实施例中，波浪形隔断壁的间距是不同的。
在一实施例中，波浪形隔断壁的波幅是不同的。
在一实施例中，波浪形隔断壁的间距是不同的，而波浪形隔断壁的波幅是相同的。
在一实施例中，波浪形隔断壁的波幅是不同的，而波浪形隔断壁的间距是相同的。
在一实施例中，波浪形隔断壁的波幅是不同的，且波浪形隔断壁的间距是不同的。
在一实施例中，至少一个微杯具有正方形开口，且至少一组平行的隔断壁是波浪形的。
在一实施例中，至少一个微杯具有六角形开口，且至少一组平行的隔断壁是波浪形的。
在一实施例中，波浪形隔断壁具有5微米－2000微米范围内的间距。
在一实施例中，波浪形隔断壁具有0.1微米－20微米范围内的波幅。
本发明详细描述
本发明针对通过使微杯的形状或微杯的隔断壁随机化，而使显示装置内的云纹图案或视觉缺陷最小。
本发明中的术语“形状”是指观察侧的微杯的顶部开口的形状。例如，微杯可具有图1(a)所示的正方形开口(即，正方形)或者图1(b)所示的六角形开口(即，六角形)。
在本发明一方面，如图2和图3所示，微杯可以通过移除具有相同形状的微杯的隔断壁(虚线)并且用新的隔断壁(实心黑线)替换所移除的隔断壁来随机化。新的隔断壁可以通过将与连接所移除的壁的两个顶点不相同的两个顶点连接来形成。
开始时，所有微杯具有相同尺寸和形状，优选的是在该方法中改变至少10％的微杯，更为优选的是至少30％的微杯。此外，所改变的微杯优选地随机散布于未改变的微杯中。
至于要移除哪些隔断壁以及在哪里增加新的隔断壁，一个标准是在最终设计中，必须基本上维持填充因子。更具体而言，与包括具有相同尺寸和形状的微杯的原始的基于微杯的膜的填充因子相比，所改变的基于微杯的膜的填充因子不能改变超过30％。
填充因子由壁区域以外的区域除以整个区域来确定。如图4所示，填充因子是区域A(存在显示液的区域)之和除以区域A与区域W(壁区域)之和。
在另一方面，微杯的形状可如图5(a)－5(c)所示地随机化。在图5(a)中，原始微杯具有相同形状：六角形。在随机化该形状时，六角形的每一个顶点(P)可以在一界定区域内独立地被移动。多个界定区域具有围绕每个顶点的相同尺寸和形状。在图5(a)的例子中，在每个顶点周围示出作为界定区域的圆。
在图5(b)中，原始顶点(P)被示出在X方向移动距离Δx且在Y方向移动距离Δy至点P’。Δx和Δy的值可以为正或为负，取决于移动的方向。当界定区域为图示的圆时，Δx或Δy大于零；但其绝对值不能超过圆的半径。
这里给出一例来说明这一方法。假定原始布局具有规则的六角形微杯，微杯的标称间距(pitch)为100微米。术语“标称间距”意图用于规则的六角形微杯的原始X和Y坐标。
在该例中，进一步假定Δx和Δy的绝对值都在10微米和25微米的范围内，这意味着原始顶点可以在X或Y方向上移动至少10微米但不超过25微米的距离。如上所述，Δx和Δy可为正或为负，取决于移动的方向。
在移动之后，然后重新连接顶点。
该方法通过将预定参数送入计算机程序而由计算机程序的辅助来实现，计算机程序诸如CAD或等效物。由该例得到的经随机化的微杯示出于图5(c)中。
由于所有顶点的Δx之和应当基本上为零，因此所得微杯的标称间距保持为平均约100微米。这也适用于Δy。填充因子在随机化之前和之后也将保持基本相同。
还应注意到，较大的Δx或Δy会导致所改变的微杯中较高程度的随机性。Δx或Δy的最大值应被控制为不大于六角形的原始边长，优选的是不大于六角形的原始边长的50％。
该方法可应用于其他形状的微杯，例如正方形、三角形或八角形。
图6a示出基于微杯的膜，其中具有相同六边形形状的微杯被层压至TFT背板。在该情况下，云纹图案可见。图6b示出基于微杯的膜，其中具有随机形状的微杯被层压至TFT背板，未观察到云纹图案。
本发明的进一步方面涉及改变微杯的隔断壁。图7是沿微杯一个轴(例如X轴)的隔断壁为伪随机而沿Y轴的隔断壁仍为直线的三维视图。
这一改变仅出现在X/Y平面，而不出现在Z轴上，这意味着隔断壁的高度将保持不变。
图8是该微杯设计的俯视图，可以看到，对于隔断壁中的一个弯曲部到同一隔断壁中的另一个弯曲部，间距可以变化。这进一步图示于图9中，图9描述了波浪形隔断壁(91)，即为图8所示的壁(81)。
为说明目的，有一条垂直参考线(92)，与波浪形壁(91)相交于四个点“a”、“b”、“c”和“d”。点“a”和“b”之间的距离为第一间距P1；点“b”和“c”之间的距离为第二间距P2；点“c”和“d”之间的距离为第三间距P3。在本发明的上下文中，P1、P2和P3优选是不同的。在另一实施例中，它们三者中的至少两个可以相同。
限定波浪形微杯的另一个参数是波幅(amplitude)，它是参考线92和波浪形壁91的弯曲部上的最外侧点之间的距离。如图9所示，波浪形壁上有三个最外侧点“e”、“f”和“g”。参考线92和点“e”之间的距离为第一波幅A；参考线92和点“f”之间的距离为第二波幅A’；且参考线92和点“g”之间的距离为第三波幅A”。在本发明的上下文中，A、A’和A”优选是不同的。在另一实施例中，它们三者中的至少两个可以相同。
在一实施例中，P1＝P2＝P3，A≠A’≠A”。在另一实施例中，A＝A’＝A”，P1≠P2≠P3。在又一实施例中，P1≠P2≠P3，A≠A’≠A”。
在图8中，一些隔断壁被示出为在俯视图中呈波浪形。然而应注意到，如图7所示，弯曲部在整个壁区域的深度上延伸。
在本设计中，间距的范围可以为5微米－2000微米，而波幅可以自0.1微米至20微米之间改变。如上所述，间距和波幅可以独立地改变。
在本设计的一个实施例中，波浪形壁仅出现在一个轴。然而，它们也可以出现在两个轴。图10a描述了具有正方形开口的微杯。在该情况下，有两组隔断壁A和B。每组都具有彼此平行的两个隔断壁。根据本发明，两种隔断壁中的组A可以是波浪形的，两种隔断壁中的组B可以是波浪形的，或者两组隔断壁都可以是波浪形的。
微杯的顶部开口可以是六角形或任何其他形状。图10b描述了具有六角形开口的微杯。在该情况下，有三组平行的隔断壁A、B和C。根据本发明，至少一组隔断壁是波浪形的。换言之，可以只有一组隔断壁是波浪形的，或者三组隔断壁中的两组是波浪形的，或者全部三组隔断壁都是波浪形的。
本发明的设计可以减少云纹图案。此外，随机化的微杯或隔断壁会导致规则形状的微杯所不具有的模糊外观，因此任何小的缺陷(比如刮痕或灰尘)都更不易察觉。
本发明的微杯可由第6,930,818号美国专利中描述的微压印工艺来制造，该美国专利的内容通过引用全部结合于此。所形成的微杯然后也可以根据该美国专利中的公开内容被填充和密封。
尽管本发明已经参照其具体实施例而描述，然而本领域的普通技术人员应当理解，可以做出各种变化并且可以替换等效物，而不背离本发明的范围。此外，可以作出许多修改来使特定的场合、材料、组分、工艺、一个或多个工艺步骤适应于本发明的目的和范围。所有这些修改都意图在所附权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种电泳显示膜，包括：
a)各自具有第一形状的微杯，以及
b)占据微杯总数的至少10％且具有与第一形状不同的形状的其余微杯。
2.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，所述其余微杯占据微杯总数的至少30％。
3.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，所述其余微杯占据微杯总数的至少50％。
4.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，(b)类微杯随机地散布于(a)类微杯中间。
5.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，通过移除预定数量的(a)类微杯的隔断壁，并且用新的隔断壁来替换所移除的隔断壁，来形成(b)类微杯。
6.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，通过在界定区域内独立地移动预定数量的(a)类微杯的顶点，并且重新连接所移动的顶点，来形成(b)类微杯。
7.如权利要求6所述的显示膜，其特征在于，所述界定区域是圆。
8.如权利要求6所述的显示膜，其特征在于，所述顶点独立地于X方向移动Δx且在Y方向移动Δy。
9.如权利要求8所述的显示膜，其特征在于，Δx或Δy的绝对值不超过作为所述界定区域的圆的半径。
10.如权利要求1所述的显示膜，其特征在于，所述显示膜被层压至电极板。
11.一种包括微杯的电泳显示膜，其特征在于，所有微杯具有各自不同的形状。
12.如权利要求11所述的显示膜，其特征在于，所述显示膜被层压至电极板。
13.一种包括微杯的电泳显示器，其特征在于，至少一个微杯包括波浪形隔断壁。
14.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁的间距是不同的。
15.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁的波幅是不同的。
16.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁的间距是不同的，而所述波浪形隔断壁的波幅是相同的。
17.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁的波幅是不同的，而所述波浪形隔断壁的间距是相同的。
18.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁的波幅是不同的，且所述波浪形隔断壁的间距是不同的。
19.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，至少一个微杯具有正方形开口，且至少一组平行的隔断壁是波浪形的。
20.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，至少一个微杯具有六角形开口，且至少一组平行的隔断壁是波浪形的。
21.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁具有5微米－2000微米范围内的间距。
22.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述波浪形隔断壁具有0.1微米－20微米范围内的波幅。
23.如权利要求13所述的显示膜，其特征在于，所述显示膜被层压至电极板。
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