CN1193262C - 电泳装置及其制造方法 - Google Patents

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CN1193262C CNB011372389A CN01137238A CN1193262C CN 1193262 C CN1193262 C CN 1193262C CN B011372389 A CNB011372389 A CN B011372389A CN 01137238 A CN01137238 A CN 01137238A CN 1193262 C CN1193262 C CN 1193262C
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Abstract

电泳设备由排列成彼此相对的电极对(3，4)组成，它们之间有一指定的空隙，在空隙中填充了包括分散在液态离散介质(6)中的电泳离子(5)的电泳分散液(50)。至少一层铁电材料层(10)被安置在电极之间的空隙中的指定位置，并且至少有一个电极是用透明材料制成的。在电极之间使用一个激励电压，电泳离子沉淀在一个电极上而相反极性离子却朝着另一个电极移动，因此由于铁电材料层的剩余的极化特性，建立的电泳分散液的极性状态被长时间地保持。

Description

电泳装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及诸如电泳显示器的电泳装置，该显示器包括电泳分散液，该分散液中含有分散在液态分散介质中电泳微粒，其中该电泳分散液被放置在电极之间，电极彼此相对并且电极被充电以在各自不同的方向去吸引微粒。另外，本发明还涉及电泳装置的制造方法。
背景技术
日本未审查的专利申请NO.特开平9-185087公开了一种传统的电泳的显示器的大体结构。FIG.8A显示了这种公开的电泳的显示器的一种结构，其中电极3被安置在基片1上，而透明的电极4被安置在一个透明的基片2的下面。电极3、4之间的空间填充了电泳分散液50。另外，垫片7用来防止电泳分散液从电泳的显示器中渗出。顺便说一下，FIG.8A仅仅显示了适合于一个像素的电泳显示器的一个选定的部分。
电泳分散液50包括分散在液态的分散介质6中的电泳微粒5。电泳微粒5和液态分散介质6各自用不同的颜色标示出来。
电泳的显示器通过开关8被连接到两个电源9A和9B上。电源9A和9B为具有相反极性的电极3和4提供电压。这就是说，电极4被直接连接到电源9A的负极和电源9B的正极，而电极3通过开关8被连接到电源9A的正极和电源9B的负极。通过开关8的转换，上述的连接允许电压极性的交替。通过简单地改变施加到电极3和4的电压的方向，电泳分散液50被充分地极化以使所需的图像能通过电泳的显示器被显示出来。如图8B所示，当有选择性地在电极3和4之间提供电源9A的电压时，人们可以看到电泳微粒5朝着透明的电极4移动。在这种状态下，人们可以用肉眼看到电泳微粒5的颜色。如图8C所示，当有选择性地在电极3和4之间提供源极9B的电压时，人们可以看到电泳微粒5朝着被安置在透明电极4对面的电极3移动。在这种状态下，人们可以用肉眼看到液态分散介质6的颜色。
如图8A所示的电泳装置的结构允许人们观看两种颜色，通过转换提供给电极3和4的电压的方向，这两种颜色能被显示在屏幕上。因此，通过为屏幕上的每一个像素提供上述的结构，电泳显示器的整体构造就都能了解。
通过在弹性的板或类似的物件形成上述的电泳显示器来生产一种电子纸张是可能的。这种电子纸张要求所显示的图像能随着时间的流逝而被保持。也就是说，一旦某些显示的内容被写和显示在所述的电子纸张上，即使不再提供电压，所显示的内容必须保持下来。
日本已经审查的专利申请NO.Sho50-15115讲述了一种保持所显示内容的技术。另外，它还讲述了一种在常温下能被固化和通过加热或者一种溶剂能变软的特殊的分散介质的用途。上述的技术在写图像方面步骤很复杂，例如加热步骤。
日本未审查实用新型申请No.特开平2-51 325公开了另外一项使用液晶作为分散介质的技术。然而，这种技术的缺点在于只有有限范围的材料能被用作分散介质。
美国专利No.5961804公开了一种其电荷元件具有与被抑制在含有分散液的微胶囊的里面的微粒相反的极性的特殊结构的电泳显示器。然而，完成电荷抑制的方法是很困难的，其制造过程非常复杂，另外，它的缺点还在于能被用作微胶囊的的材料很有限。
日本未审查的专利申请No.特开平3-213827公开了一种将激励电压应用于电泳显示器以便周期性的更新显示过的图像的技术。然而，它在控制方面很复杂，而且其缺点在于非常费电。因为这个原因，将上述的技术应用到电子纸张上是非常困难的。
发明内容
本发明的一个目的提供一种当生产一种电子纸张的时候能显著地提高保持在屏幕上的图像的显示特性的电泳装置。
本发明的另一个目的是提供一种用简单的过程和实际上在制造过程中对材料选用并无限制的电泳显示器的制造方法。
本发明为诸如电泳显示器的电泳装置提供独特的和易造的结构，其中在电极之间的空隙中包含有含有分散在液态分散介质中电泳微粒的一种电泳分散液，其中至少有一个电极是用透明的材料组成。本发明的特点在于在相互对立的电极之间排列着铁电物质层。被排列在电极之间的铁电物质层的供给使得电泳分散液的极化状态能被保持很长的时间。因此，提高电泳装置的图像保持能力成为可能。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，所述铁电物质层和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中所述铁电物质层相应地分成与所述像素相对应的多个段。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述铁电物质层。
根据本发明的一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且，所述铁电物质层和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
根据本发明的一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中所述铁电物质层相应地分成与所述像素相对应的多个段。
根据本发明的一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述铁电物质层。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；和，一个开关，它使得在一个所述电泳分散液的涂层和所述铁电物质层之间的并联连接和串联连接之间进行重复的和可逆的切换。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，所述铁电物质层和所述电泳分散液以并联的方式电连接。
根据本发明的一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且，所述铁电物质层和所述电泳分散液以并联的方式电连接。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和，一个电容，它对于每一个像素而设置在所述一对电极之间的空隙中，所述电容能够保持所述电泳分散液的状态，其中，所述电容和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
根据本发明的一种电泳设备，包括：一对电极，以彼此相对的方式排列；一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液设置在所述电极之间的空隙；和，一个电容，它对于每一个像素而设置在所述一对电极之间的空隙中，所述电容能够保持所述电泳分散液的状态，其中，所述电容和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
本发明的第一个方面，在电极之间的空隙中铁电物质层以串联的方式连接。因此，它能扩大铁电物质层的整个有效面积，这使得它能有效的保持电泳分散液的极化状态。另外，它有可能简化电泳装置的结构，这使得它容易制造。
本发明的第二个方面，铁电物质层以并联的方式排列在电极之间。在这种情况下，它可能因为电极之间的铁电物质层的并联排列方式而减少运用于电极之间的激励电压。
本发明的第三个方面，进一步提供了一种在以串联或并联方式电连接的铁电物质层和电泳分散液之间可重复和可逆的转换的开关。当铁电物质层和电泳分散液以并联方式电连接时，它可能减少应用于电极之间的激励电压，在无激励的模式中，铁电物质层和电泳分散液以串联方式电连接，这使得有效的保持电泳分散液的极化状态成为可能。
因为铁电物质层是由有机的聚合物铁电物质所组成，使用如一种有机溶剂溶液按指定的打印和涂层方法来形成铁电物质层成为可能。这就提供了一种制造电泳装置的简单方法。
电极中至少有一个被划分成与屏幕上多数像素相应的多数段。另外，铁电物质层也能被划分与像素分别对应的多数段。铁电物质层的这些段不必提供给屏幕上的所有像素。因此，它可能分别为像素的指定位置提供。这使得关于各个像素的不同内容被显示。因此，在屏幕上显示所需的图像成为可能。
铁电物质层中使用一种用在有机聚合物铁电物质中的有机溶剂溶液以及类似物通过指定的方法来形成的。对于指定的方法，它可能采用喷墨打印方法，屏幕过程打印方法，旋转式涂层方法，滚动式涂层方法等等。这些方法并不需要象真空室那样的特殊装置。因此，以相对低廉的价格来制造这种电泳装置成为可能。
第一种形成电泳分散液层的制造方法是用指定的方法形成铁电物质层以后形成的。因此，它可能提供一种铁电物质层的并联排列方式，这就为在电极之间排列微胶囊创造空隙。
第二种形成铁电物质层的制造方法是用指定的方法形成电泳分散液层以后形成。因此，它可能提供一种在电极之间的空隙中铁电物质层的能以串联方式排列。
附图说明
下面将参照附图对这些和其它的目的，方面和本发明的实施例作更详细地描述，其中：
图1A是根据本发明第一实施例的电泳装置的内部构造的简单说明；
图1B是一个与图1A所示的电泳装置的电路等效的电路图；
图2是第一个实施例的电泳装置的结构的剖面图；
图3是含有分散在液态分散介质中的电泳微粒的微胶囊的内部结构的图示；
图4是根据本发明第二实施例的电泳装置的内部构造的剖面图；
图5A是第二个实施例的电泳装置的内部构造的简单说明；
图5B是一个与图5A所示的电泳装置的电路等效的电路图；
图6A是生产电泳分散液的一个步骤的图示；
图6B在电泳分散液中通过乳化来形成胶囊壁的一个步骤的图示；
图6C是增加硬化剂来硬化胶囊壁的一个步骤的图示；
图7是为生产第一个实施例的电泳装置的机械化生产线，其结构如图2所示；
图8A通过开关与电源相连的传统的电泳显示器的剖面图；
图8B是因为特定极性的电压的使用导致电泳微粒的向上移动的电泳装置的第一种通电状态的剖面图；
图8C是因为特定极性的电压的使用导致电泳微粒的向下移动的电泳装置的第二种通电状态的剖面图；
图9是描述通过部分地改变建立在电泳分散液和铁电物质层之间的串联连接和并联连接来实现转换的电泳装置的操作电路图；
图10是其显示方式与电泳显示器相应的手提式个人电脑的外形的透视图；
图11是其显示方式与电泳显示器相应的便携式电话的外形的透视图；
图12是其显示方式与电泳显示器相应的电子式纸张的透视图；并且
图13是与电子纸张捆绑在一起的电子笔记本的透视图。
图14A是使用可拆卸的显示单元的显示器的外部结构的剖面图；并且
图14B是为了观察显示单元的屏幕上的图像和特征而提供的透明玻璃薄片而将其中心部分制造成凹面的显示器的正面视图。
实施例说明
本发明将参照附图通过例子作进一步的描述。
图2是根据本发明第一个实施例的电泳装置(即电泳显示器)的结构的剖面图。电泳装置是由许多微胶囊51组成，每一个微胶囊均装入如图3所示的电泳微粒5和液态分散介质(即分散液)6。微胶囊51被引进粘合剂和着以与像素一致的颜色。在如图3所示的微胶囊51中，分散液6也包括与电泳微粒5极性相反的微粒。由于被安排成彼此相对的电极之间的指定电压的使用，电泳微粒5朝一个电极移动而具有相反极性的微粒则朝另一个电极移动。在如图8B如示的通电状态，分散液6可以允许电偶极共存的极化。
为了提高电泳显示器在屏幕上保持图像的能力，当不再施加电压以后保持电偶极是必不可少的。因此，本实施例提供了铁电物质层10，借此通过使用铁电物质层的剩余的极化特性，极化状态被保持下来。
也就是说，通过施加一个适当的电压，一个特定的显示内容被写进电泳显示器以后，即使不再施加电压，显示的内容也将被保持一定的时间。因此，电子纸张所显示的内容能充分地更新和重写是可能的。然而，如果使用传统的电泳显示器来制作电子纸张，当电压不再施加以后，想在屏幕上长时间地保持所显示的内容(如图像)是很困难的。为在屏幕上长时间保持所显示的内容，建议将铁电物质层10排列在电极之间。还需明确的是，铁电物质的串联连接或者并联连接能保证长时间的保持极化状态。
图2显示了铁电物质的串联，铁电物质串联起来形成安置在电极3和透明的电极4之间的铁电物质层10。图2显示了与被安置在下面的与铁电物质串联一致的铁电物质层10与透明的电极4相连的结构的例子。当然，将铁电物质层安排在上面并与电极3相连也是可能的。电极3被分成与像素对应的许多段。代替划分电极3，而将透明的电极4分成与像素对应的许多段也是可能的。简单地说，在指定的空隙被排列成相互对立的电极3和透明的电极4中至少有一个被划分成许多段来形成屏幕上的像素。
由于上述的结构，在电泳分散液50和铁电物质层10之间建立串联的电连接是可能的，如图1A所示。假定电泳分散液有一个电阻REP和电容CEP而铁电物质层有一个电容CFE。图1A所示的电泳装置的结构可以用与图1B等效的电路来描述，在图1B中，包括一个电阻器REP和一个电容器CEP的并联电路与电容器CFE串联连接。在图1B中，电源9a或9b提供电压Vin，电泳分散液50带有部分电压VEP而铁电物质层10带有部分电压VFE，在这种情况下，下面的等式就表示了电泳分散液50和铁电物质层10的串联连接。
Vin＝VEP+VFE                                    ...(1)
在施加了电压Vin后，上述等效的电路提供下面局部电压的比率：
VEP∶VFE＝CFE∶CEP                              ...(2)
为操作上述联系式下的等效电路，提供一个满足不等式“VFE≥(极化转换电压)“的电压Vin的预定值是必不可少的。当亚乙稀基/三氟乙烯基的指定材料被用作铁电物质层时，例如，如果铁电物质层10的厚度为200纳米，由于大约40V/μm的电流场，得到“VFE≥8V”的关系式是可能的。如果CFE∶CEP＝2∶1，就可能得到“Vin≥24V”的关系式。因此，即使当开关8被切断时，换句话说，即使如图1B的等效电路被断开，由于铁电物质的剩余极性的存在，保持电泳分散液50的极化状态是可能的。
图4显示的是电泳装置的另一个结构，它提供了铁电物质的并联连接，它们以并联的方式连接来形成被排列在电极3和透明电极4之间的铁电物质层10。在这里，电极3被划分成许多段来提供屏幕上的许多像素。另外，铁电物质层10也被划分成与像素一致的许多段。
图5A所示为铁电物质层10以并联方式连接的电泳装置的内部构造，其中铁电物质层被垂直地排列在电极3和透明电极4之间。图5A的电泳装置可以用5B的等效电路来描述，其中，所有的电容器CEP，电阻器REP和电容器CFE以并联的方式连接。在图5B中，电源9a和9b提供一个电压Vin，电泳分散液50带有部分电压VEP而铁电物质层10带有部分电压VFE。如图5B所示的并联电路建立下面的关系式：
Vin＝VEP＝VFE                                  ...(3)
为操作图5B的上述等效电路，使用等于或大于极性转换电压的相对大的电压值Vin是必不可少的，例如，如果用指定的材料如VDF/TrFE组成的铁电物质层的厚度为500纳米，应必须满足预定的关系式“Vin≥20V”。因此，即使当开关8被切断以致图5B的等效电路被断开，由于铁电物质的剩余极性的存在，保持电泳分散液50的极化状态也是可能的。
电泳装置能被部分的改变来完成电泳分散液50和铁电物质层10的并联和串联连接的转换。图9显示了改变过的电泳装置的等效电路，其中由一个电阻和一个电容器组成的并联电路与电泳分散液50的电路是等效的，而铁电物质层10的电容是可变的。另外，连接在并联电路和可变电容之间的开关20可以提供串联和并联的重复的和可逆的转换。在激励模式中，激励电压不断地提供给电泳装置，电泳分散液50和铁电物质层10以并联的方式电连接。其优点在于在激励模式中，激励电压能减少。在无激励模式中，电泳分散液50和铁电物质层10以串联的方式电连接。在无激励模式中，有效地保持电泳分散液的极化状态是可能的。
用在以并联或者串联方式连接的铁电物质中的材料是从无机的电介质材料、有机聚合物电介质材料和它们的合成材料中挑选出来的。需要特别说明的是，在上述的材料中挑选的材料必须具备在常温下能硬化而且具有一个足够高的居里点。作为无机电介质材料，有可能使用诸如锆钛酸铅(PZT)、钡钛酸盐(BaTio3)、钛酸铅，以及类似物。作为有机聚合物电介质材料，有可能使用聚偏氟乙稀(PVDF)、亚乙稀基共聚物(VDF)/三氟乙烯基(TrFE)，亚乙烯基二氰的共聚物(VDCN)/乙酸乙稀酯(VAc)，以及类似物。也有可能采用将上述提及的无机电介质材料的极微小的粉末分散到由PVDF或者橡胶制成的聚合物基本中形成的合成材料。
如图2中所示的电泳装置能够提供与像素一致的铁电物质层。它并不总是要求为每一个像素提供铁电物质层。因此，它可能仅仅为一个减少的图像保持能力的选定的像素提供铁电物质层。为实现一个电子纸张的功能，将所显示的数据写进电极是必不可少的，这些电极被排列在接近电子纸张的尾部。既然这样，它能假定当那些远离电极的像素与其它像素相比也可能有一个减少的图像保持能力。
下面，将详细地讲述上述的电泳装置(或者电泳显示器)的制造方法。
首先，将参照附图6A至6C讲述密封在电泳分散液中的微胶囊的制造方法。正如附图6A中的所示，液态分散介质，电泳微粒，染料以及辅助的介质被装进一个容器并搅拌。搅拌提供电泳分散液50。因此，正如图6B所示，电泳分散液50被放进一个容器，在这个容器中，它和水、胶囊壁材料60一起被搅拌。搅拌液可以乳化以形成胶囊壁。最后，正如图6C所示，一种乳化剂被放入容器来硬化胶囊壁。
作为液态分散介质，它可能是水；酒精溶剂如甲醇，乙醇，异丙基，丁醇，辛醇和甲基和纤维素溶液；酯类如乙烷基醋酸盐，丁烷基醋酸盐；酮类如丙酮，甲基乙烷酮，甲基异丁基酮；脂肪族的烃如戊烷，乙烷和辛烷；脂环族的烃如环己胺，甲基环己胺；具有长链群的苯类的芳烃如苯，甲苯，二甲苯，己基苯，庚基苯，辛基苯，壬基苯，癸基苯，十一碳稀苯，十三碳烷苯，以及十四碳烷苯；以及卤化烃如三氯甲烷，碳四氯化物，和1，2二氯甲。另外，还可能使用羟基酸或者其它的石油材料。因此，石油材料的任何一种都能独立地用作液态分散介质。作为选择，也可能使用表面活性介质混合的特殊材料与石油材料的混合物相对应。
电泳微粒可以是有机或者无机微粒(或者聚合物或者胶体)，由于在电泳作用影响下在分散介质中潜在的不同导致其移动。电泳微粒可以通过使用一种、或者两种或者更多种的含有特殊的颜色如黑、白、黄、红、蓝以及绿色的色素来着色。如黑色的色素，有可能使用苯胺黑和碳黑。象白色的色素，有可能采用钛二氧化物，锌白和锑三氧化物。如含氮的色素，有可能使用单一氮的，双偶氮的以及多氮的。如黄色的色素，有可能使用黄色的引线，黄色的铁的氧化物，镉黄，钛黄，锑。如红色的色素，有可能使用阿的平红，铬棒无数。如蓝色的色素，有可能使用苯二甲蓝染料，吩嗪蓝，蒽红紫染料，微离蓝，深蓝色和钴蓝。如绿色的色素，有可能使用酞化青绿。
如果需要有可能增加其它的材料或者介质到上述的色素中。作为辅助的材料或者介质，有可能使用电解元素，表面活性介质，脂肪酸的金属盐，树脂，橡胶，石油，油漆，带有微粒的充电控制的介质如化合物，分散介质(如钛偶合介质，氧化铝偶合介质，和硅烷偶合介质)，润滑剂和稳定剂。
由上面描述所组成的分散液可以通过适当的方法充分地混合，如使用球磨机，土磨机和涂层混合器。因此，分散液可以使用已知的微胶囊装入方法装入微胶囊，例如界面的聚合，不溶解反应方法，相位分离方法和界面沉淀。
作为形成微胶囊51的材料，最可取的是采用弹性材料如阿拉伯橡胶和凝胶以及聚胺酯的混合物。为了证明优良的显示特性，最好微胶囊51具有大约相同的大小。具有大约相同大小的微胶囊可以通过过滤或者特殊的重力差异分离来生成。例如微胶囊的大小范围通常在30μm和60μm之间。
在微胶囊层的形成中，微胶囊51与所需在粘接胶树脂中的电介质的恒定的调节剂混合，因此树脂混合物(如乳胶或者有机溶液)就生成了。因此，微胶囊层通过已知的涂层方法如滚动的涂层方法、滚动碾压方法、屏幕过程打印方法和喷射方法在基片上形成。
对使用在粘接剂树脂中的材料并无实际的限制，只要材料具有与微胶囊51好的亲合力、能较好的粘接在基片上并且具有绝缘的特性。
作为用在粘接剂树脂中的材料，有可能使用聚乙烯，氯化聚乙烯，乙烯和乙烯基醋酸盐的共聚物，乙烯和乙醛丙烯酸盐的共聚物，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，甲基丙烯酸树脂，乙烯基氯化物树脂，乙烯基氯化物和乙烯基醋酸盐的共聚物，乙烯基氯化物和亚乙烯基氯化物的共聚物，乙烯基氯化物和丙烯酸酯的共聚物，乙烯基氯化物和甲基丙酸烯酸的共聚物，乙烯基氯化物和丙烯腈的共聚物，乙烯、乙烯基醇和乙烯基氯化物的共聚物，乙烯和乙烯基氯化物的共聚物，亚乙烯基氯化物树脂，乙烯醋酸盐树脂，聚乙烯醇，聚乙烯克式量，热塑性的树脂如纤维素树脂，聚酰胺树脂，聚乙缩醛，聚碳酸盐，聚乙烯基对苯二酸盐，聚丁烯对苯二酸盐，聚亚苯基氧化物，聚砜，聚酰胺-酰亚胺，聚氨基-双顺丁烯二酰亚胺，聚酯砜，聚乙烯砜，丙烯酸盐，接枝聚乙烯-酯，酮，高聚合物如聚酯酰亚胺，聚四乙烯基，聚乙烯丙烯氟化物，四乙烯基和过苯三酚醇乙稀的共聚物，乙烯基和四乙烯基的共聚物，聚亚乙烯基氟化物，聚亚氯酸乙烯，氯化树脂如氯化橡胶，硅树脂，以及其它的硅树脂如硅橡胶。另外，有可能使用甲基丙烯酸和苯乙烯的共聚物，聚丁烯，甲基丙烯酸、丁二烯和苯乙烯的共聚物。
如日本未审查的专利公开号为No.特开平10-149118所公开的，将电泳液和分散介质的电介质常数被设定成与粘接剂材料大致相同的值更可取。为此，例如将乙醇，酮，羟基酸，和类似物添加到粘接剂合成物会更好。作为乙醇，可能使用1，2-丁烷二醇，1，4-丁二醇等等。
参照附图7，将描述具有如图2所示的结构的电泳装置的制造方法，在电极3和4之间的铁电物质层10中的电介质以串行的方式通过使用如图6A至6C所示的步骤所产生的微胶囊相连接。
在图7中，提供了一个透明基片材料71的辊，电泳装置的结构通过连续的滚动方法和喷墨制造方法来形成在它的上面。作为滚动的透明的基片材料71，可能使用一种合成物，其中例如在耐热的膜上形成ITO(这里，“ITO”代表“铟锡氧化物”)电极膜。也可能使用一种其ITO电极膜形成在PET基片上的合成物。ITO电极膜通过锡-酸二辛酯铟氧化膜来实现。相反，电极膜可能通过氟-酸二辛酯锡氧化膜(如FTO膜)，锑-酸二辛酯锌氧化物，铟-酸二辛酯锌氧化物，铝酸二辛酯锌氧化物或者类似物来实现。
透明的基片材料71从一个辊子70输出，并可以通过喷墨打印方法用有机聚合物铁电物质液73打印出来。也就是说，喷嘴72朝着形成在透明的基片材料71上的ITO电极膜上喷射有机聚合物铁电物质液73。作为有机聚合物铁电材料，可能使用带有溶解性的溶液的有机聚合物铁电物质。例如，可能使用VDF/TrFE的共聚物。
因此，有机聚合物铁电物质液73喷射在透明基片材料71的ITO电极膜可以通过热风74实现再结晶来退火。在退火的过程中，热风74的温度应当与被用作滚动的透明基片材料的耐热膜或者PET的耐热温度相等或更小。也就是说，将热风74的温度设定在145℃左右比较合适。
电泳装置所需的膜构造的状态依赖于电介质物质层的电介质常数。总的来说，提供给电介质物质层和电泳分散液的电压的增加或者减少与电介质常数的倒数成正比。最好膜的厚度范围在100nm和1μm之间。
其次，微胶囊分散液通过如图6A至6C所示的步骤生成。微胶囊分散液与水溶剂混合生成，依赖刀镀器76和辊子77，液体75被镀在形成在透明基片材料71的ITO电极膜上的“已退火”的有机聚合物铁电物质液73的层上。作为水溶液粘接剂，可以使用如硅涂层的电介质。因此，在透明基片材料71上的“已涂层”水溶剂粘接剂的涂层可以用热风78来进行哄干操作。热风78的温度被设定在90℃左右。顺便说一下，在液体75中的粘接剂的混合比率和涂层的厚度将依变干后的微胶囊层的厚度而定。
因此，在辊子80a和80b的作用下，用一种滚动的基片材料，具有ITO电极膜的透明基片材料71，有机聚合物电介质物质层，和微胶囊层被辗压。最后，辗压过的基片材料缠绕在辊子81上。顺便说一下，滚动的基片材料79具有一个辗压过的结构，在这种结构中，电极模型形成在由如PET或PI组成的塑料膜上。通过执行上述的过程，生成如图2所示的电泳装置是可能的，在该装置中，有机聚合物铁电物质层形成在微胶囊层上。
为生产出如图1所示的有机聚合物铁电物质层形成在微胶囊层下的电泳装置，改变参照图7所述的过程的顺序是不可避免的。也就是说，有机聚合物铁电物质液7 3的涂层过程和使用热风74进行退火过程将在液体75的涂层过程以后实行，在液体7 5中，水溶剂粘接剂与微胶囊分散液混合，然后执行使用热风78进行哄干的过程。
下面，将讲述如图4所示的电泳装置的结构的制造方法，在这种结构中，在电极3和4之间的铁电物质层10以并行的方式连接。首先，喷墨式打印方式被用作来形成和哄干如图4所示在电极3和4之间以并联方式电连接的铁电物质层10。铁电物质层之间的间隔被涂以上面所述的微胶囊分散液和水溶剂粘接剂的混合物的液体。因此，成形的结构用滚动的基片材料来哄干和退火。在上述的过程完成以后，生产出电泳装置是可能的，在该装置中，有机聚合物铁电物质层形成在微胶囊层之间的空隙中。
由上所述，铁电物质层是通过喷墨打印方法来形成的。当然，采用其它已知的方法如屏幕过程打印方法，胶印打印方法，旋转式涂层方法和滚动式涂层方法也是可能的。使用这些方法，制造电泳装置如电泳显示器可能不需要使用如真空室那样的特殊装置。
顺便说一下，上述的电泳装置能通过主动方式或者被动方式被驱动。
本发明的电泳装置适用于多种含有显示器的电子装置。下面，将参照电子装置的例子进行描述，每一个电子装置都能使用本发明的电泳装置。
1、移动式计算机
就一个使用本发明的电泳装置作为显示器101的移动式(或者手提式)个人电脑100的例子作一个简单的描述。图10显示了个人电脑100的外部特征，基本上由提供键盘103的主要单元102组成。
2、便携式电话
就一个使用本发明的电泳装置作为小尺寸的显示器201的便携式电话200的例子作一个简单的描述。图11显示了便携式电话200的外部特征，基本上由数字键和功能键202，耳机203，和话筒204组成。
3、电子纸张
就一个使用本发明的电泳装置作为显示器301的“弹性的”电子纸张300的例子作一个简单的描述。图12显示了电子纸张300的外部特征，基本上由与传统的纸张具有相同触觉和弹性的可再写的薄片302组成。
图13显示了一种电子笔记本400的外部特征，该电子笔记本是由一个笔记本封面401将许多的电子纸张300捆绑在一起组成。笔记本封面401提供一个用来从外部装置输入数据的显示数据输入装置(未显示)。为响应所显示的数据，可能会根据一起捆绑在笔记本封面401上的每一张电子纸张300来改变或更新所显示的内容。
4、显示器装置
参照图14A和14对一个显示器501的例子给予简要的说明。一个显示单元502被固定到显示器装置501的一个框架501A，并且其结构是可附加到框架501A上和可从该框架上拆卸。显示单元502是一个极薄的片状或纸状记录介质(即是一个电子纸)，并且被保持在两对馈送滚筒504和506之间，该两对滚筒设置在框架501A的侧边部分的指定位置处。大约在框架501A的中心部分设有一个凹陷，以形成一个矩形部分，用以安装一个透明的玻璃板507。框架501A带有一个插入/抽去狭缝508，它允许插入显示单元502并且将显示单元502从中抽去。在显示单元502的插入方向的一端设置有一个终端单元510。该终端单元510电连接至框架501A中的一个插座512，通过该插座可连接至一个设置在框架501A的另一侧边部分的控制器513。
这种类型的可拆卸显示单元502为使用者提供了便携性，它容易被使用者手持，而体积不大。因此，使用者可以只携带显示单元502，用于显示其目的地区域的地图。
不同于上述所提到的例子，可能会列举出其它的例子如液晶显示电视机，录像器或者监视器的视频带记录装置，汽车导航装置，寻呼机，电子警哨笔记本，电子计算器，字处理器，工作台，可视电话，POS终端，以及其它带有触摸板的装置。本发明适用于前面所提到的装置的显示器。
正如在此以前所描述的，本发明具有许多的技术性特征和作用，下面将就此进行描述。
(1)本发明的电泳装置有一个特殊的结构，其中铁电物质层被排列在电极之间，应用所需极性的激励电压。由于电极之间铁电物质层的供应，使用铁电物质的剩余极性特征成为可能，这在保持电泳分散液中的电偶极是非常有效的。因此，显著的提高电泳装置的图像保持能力成为可能。
(2)本发明的电泳装置能通过简单的过程制造，该过程包括与喷墨打印方法一致的微胶囊层和铁电物质层的形成。用在电泳装置的制造中所用的材料的选择并不实际的限制。另外，不费力的生产电子纸张也是可能的。
正如本发明在不违反它的本质特征的精神的情况下以几种形式具体化一样，本发明的实施例是直观的和没有限制的，由于本发明的范围是通过附加的权利要求来确定而不是通过先前的描述，并且所有的落在权利要求的边界和范围的改变，或者与这些边界和范围等同的均被包含在权利要求中。

Claims (29)

1.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，所述铁电物质层和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
2.如权利要求1所述的电泳设备，其特征在于，所述铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成
3.如权利要求1所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段。
4.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中所述铁电物质层相应地分成与所述像素相对应的多个段。
5.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述铁电物质层。
6.一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：
将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且
所述铁电物质层和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
7.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段。
8.一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：
将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且
所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中所述铁电物质层相应地分成与所述像素相对应的多个段。
9.一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：
将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且
所述电极的至少其中之一被分成与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述铁电物质层。
10.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述指定的方法是喷墨打印方法。
11.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述指定的方法是屏幕过程打印方法。
12.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述指定的方法是胶印方法。
13.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述指定的方法是旋转涂层方法。
14.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述指定的方法是滚动涂层方法。
15.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述电泳分散液的涂层是在通过所述指定的方法形成铁电物质层以后形成的。
16.如权利要求6所述的用于制造电泳设备的方法，其特征在于，所述铁电物质层是在电泳分散液的涂层形成以后通过所述指定的方法形成的。
17.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；
至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；和
一个开关，它使得在一个所述电泳分散液的涂层和所述铁电物质层之间的并联连接和串联连接之间进行重复的和可逆的切换。
18.如权利要求1所述的电泳设备，其特征在于，所述铁电物质层由一种无机电介质材料组成，该无机电介质材料从锆钛酸铅(PZT)、钡钛酸盐(BaTio3)、以及钛酸铅中选择。
19.如权利要求1所述的电泳设备，其特征在于，所述铁电物质层由一种有机聚合物电介质材料组成，该有机聚合物电介质材料从聚偏氟乙烯(PVDF)、亚乙烯基(VDF)/三氟乙烯基(TrFE)的共聚物、亚乙烯基二氰(VDCN)/乙酸乙烯酯(VAc)中选择。
20.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
至少一个铁电物质层，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，所述铁电物质层和所述电泳分散液以并联的方式电连接。
21.一种用于制造电泳设备的方法，包括以下步骤：
将一对电极以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
提供一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
形成至少一个铁电物质层，该铁电物质层由一种有机聚合物铁电物质组成，位于所述电极之间的空隙中的指定的位置；
其中，使用一种与指定的方法相适应的有机聚合物铁电物质用有机溶剂溶液来形成所述铁电物质层；并且
所述铁电物质层和所述电泳分散液以并联的方式电连接。
22.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列，在它们之间有一指定的空隙，其中，所述电极的至少其中之一用透明材料形成；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液占据所述电极之间的空隙；和
一个电容，它对于每一个像素而设置在所述一对电极之间的空隙中，所述电容能够保持所述电泳分散液的状态，
其中，所述电容和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
23.如权利要求22所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段。
24.如权利要求22所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段，并且其中所述电容相应地分成分别与所述像素相对应的多个段。
25.如权利要求22所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述电容。
26.一种电泳设备，包括：
一对电极，以彼此相对的方式排列；
一种电泳分散液，其中包含分散在液态分散介质中的电泳粒子，该电泳分散液设置在所述电极之间的空隙；和
一个电容，它对于每一个像素而设置在所述一对电极之间的空隙中，所述电容能够保持所述电泳分散液的状态，
其中，所述电容和所述电泳分散液以串联的方式电连接。
27.如权利要求26所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段。
28.如权利要求26所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段，并且其中所述电容相应地分成分别与所述像素相对应的多个段。
29.如权利要求26所述的电泳设备，其特征在于，所述电极的至少其中之一被分成分别与像素对应的多个段，并且其中仅为所需的像素提供所述电容。
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