CN1237388C - 磁泳及电磁泳显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，包括两层绝缘基片，其中至少在观察一侧的基片是透明的，并且包括夹在两层基片之间的显示盒阵列；一种书写装置和非必选的擦除装置，以便磁性或电性地擦除图像。显示盒填充以磁性微粒的分散体，该磁性微粒可以是带电的或不带电的。本发明的显示器免除了在观察一侧使用透明的导电膜，如ITO。因此，本发明的显示器在更有效降低成本、更有弹性和耐用，并且在Dmin区域中能够提供更高的图像对比度和更高的反射比。

Description

磁泳及电磁泳显示器
与发明相关的背景技术
电泳显示器(EPD)是一种非发射性的装置，基于电泳现象影响悬浮在着色电介质溶剂中的带电荷颜料微粒而制成。这种一般类型的显示器于1969年首次提出。该显示器通常包括具有两块板状电极，该两电极彼此相对放置并由间隔物分隔开一定的距离。其中至少一块电极板(通常在观察者一侧)是透明的。
当在二电极之间施加一个电压差时，颜料微粒由于受到带有与其极性相反电荷的电极板的吸引而迁移至该侧。因而可以通过对电极板选择性施加电压，来决定透明电极板显现的颜色为溶剂的颜色或颜料微粒的颜色。在电极板间施加反向电压，会引起微粒迁移回相反的电极板，从而改变颜色。通过电压范围或脉冲发送时间控制电极板电荷，可以获得由于透明电极板上中间颜料密度引起的中间色彩密度(或灰度)。
先前已报道过不同像素或盒结构的电泳显示器，例如，分区式电泳显示器(M.A.Hopper和V.Novotny，电气和电子工程师协会论文集电气分卷(IEEE Trans.Electr.Dev.)，26(8)：1148-1152(1979))和微胶囊型电泳显示器(美国专利第5,961,804号以及第5,930,026号)。
在最近的共同的未决专利申请中，即美国申请09/518,488(2000年3月3日提交)(对应于WO 01/67170，于2001年9月13日公开)、美国申请09/759,212(2001年1月11日提交)、美国申请09/606,654(2000年6月28日提交)和美国申请09/784,972(2001年2月15日提交)，披露了一种改进的电泳显示器制造技术，所有这些结合于此作为参考文献。该改进的电泳显示器件包括隔离的盒，这些隔离的盒由具有明确定义的形状、大小、和纵横比的微型杯制备而成，并以分散于电介质溶剂中的带电荷颜料微粒填充，其中所述电介质溶剂优选卤化溶剂，特别是全氟化溶剂。用聚合物密封层单独密封填充的盒，聚合物密封层优选用含有热塑性塑料、热固性塑料、或它们的前体物的组合物制成。
所有现有技术已知的以及微型杯基底电泳显示器件可制成板的形式，用来作为电子标牌或电子布告板。然而，在这些大型显示器上使用透明导电膜(如在观察者一侧的氧化铟锡(ITO))，特别是图形化的膜，在经济上是一项缺点，因为透明导体膜很昂贵。透明导体膜的费用经常是电泳显示器总制造成本的主要部分。此外，ITO膜是易碎，并且在可见光区域仅提供大约80％至90％的透射或反射。因此，仍然需要解决这些问题。
发明简述
本发明的显示器包括两层绝缘基片，其中至少一块绝缘基片(通常在观察者一侧)是透明的，并且包括夹在所述两层基片之间的显示盒阵列。显示器可非必选地包括一放置在盒和一基片层之间的导电层。
显示盒用电磁泳流体填充，其中磁性微粒是分散于溶剂或溶剂混合物中。优选用高度磁性化合物和金属或合金制备磁性微粒。溶剂或溶剂混合物可包含对比着色剂，其中所述对比着色剂可以是染料或颜料。
在本发明的一个具体实施例中，磁性微粒被着色或黑化，并且溶剂中的对比色颜料是白色的，例如TiO2和ZnO。磁性微粒或白色对比微粒可以是带电的或不带电的。如果磁性微粒和白色对比微粒都是带电的，则它们应该具有相反极性的电荷，或者具有相同极性的电荷但具有不同的电荷密度，因而在两种类型微粒之间存在足够的电泳移动速率差别。
在本发明的另一个具体实施例中，具有高度表面反射率的磁性微粒是分散于溶剂或溶剂混合物中，该溶剂或溶剂混合物进一步包括对比色的着色剂。在这种情况下，金属和顺磁微粒，例如不锈钢、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-Ni、Ni-Co、Co-Cr、或Fe-Co-V合金微粒特别有用。磁性微粒可以是带电荷的或不带电荷的。着色剂可以是染料或颜料，其也可以是带电荷的或不带电荷的。
该装置进一步包括书写装置，例如磁性笔、磁性书写头、高压电书写头、或高电压笔，以产生影像。书写装置可以是在观察侧或在非观察侧的后面。
该装置也可以非必选地包括擦除装置，以便磁性或电性地擦去影像。擦除装置也可以置于观察一侧或在非观察一侧的后面。
类似于传统的电泳显示器(EPDs或EPIDs)，本发明的电磁泳显示器(EMPDs)是双稳定的，并且具有非常宽的视角。可以采用许多不同的驱动机制和电路设计来达到本发明的显示器的最佳性能。它们大多数不需要使用透明导体膜(如ITO膜)，透明导体膜昂贵、易碎并且通常透射或反射低于90％的入射(incipient)可见光。因此，本发明的显示器比传统的显示器更为柔韧和耐用，并且在最小密度(Dmin)区域提供高对比度、宽广视角以及高反射比的影像。再者，本发明在设计上提供了许多可供选择的方案，并且在本发明范围内可以容易地适应一种特殊类型的设计，以满足各种用途的需要。
附图简要描述
图1至图9图示说明本发明的磁泳和电磁泳显示器的各种设计。
图10图示说明本发明的优选具体实施例，其中盒是单独密封的。
发明详述
本发明涉及一种显示装置，包括两层基片，其中至少观察一侧是透明的，并且包括夹在两层基片之间的显示盒阵列。在本说明书中，“观察侧”(“viewing side”)一词是指观察者所看的那一侧，而“非观察侧”(“non-viewing side”)一词是指与观察侧相对的那一侧。
适当的基片包括片材、平板、或薄膜，它们由聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(poly(ethylenenaphthalate))、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、和它们的复合物所制成。在本发明的具体实施例中，其中使用电场来驱动或擦除影像，在基片上需要导电层。适合的导电层包括Al、Cu、Au、Ag、Ni、Sn、ITO(氧化铟锡)及其它们的合金或复合膜。
夹在两层基片之间的显示盒可以是传统类型的显示盒(例如分区式盒)、微胶囊盒(根据美国专利第5,961,804号和第5,930,026号所制成)、或根据在WO 01/67170和相关申请中所披露的微型杯技术所制成的盒。
该盒用磁泳或电磁泳流体填充，所述流体包括分散于溶剂或溶剂混合物中的磁性微粒。磁性微粒可用任何熟知的方法来分散，包括研磨、碾磨、球磨、气流磨(microfluidizing)以及超声波技术。例如，将细粉末形式的磁性微粒加入悬浮溶剂，所获混合物被球磨数小时，以便将高度附聚的干颜料粉分散成最初的微粒。
优选低蒸汽压、不吸湿的溶剂用于磁泳或电磁泳流体。有用溶剂的实施例包括：碳氢化合物，如萘烷(DECALIN)、5-亚乙基-2-降冰片烯(5-ethylidene-2-norbornene)、脂肪油、石蜡油；芳族碳氢化合物，如甲苯、二甲苯、苯基二甲苯乙烷、十二烷基苯、和烷基萘；低粘度聚醚，如聚丙二醇以及乙二醇和丙二醇的嵌段共聚物；低粘度硅油、烷基或芳烷基酯和酮；卤化溶剂，如全氟萘烷、全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯(dichlorobenzotrifluo ride)、3，4，5-三氯三氟甲苯(3，4，5-trichlorobenzotrofluoride)、氯五氟基苯、二氯壬烷(dichlorononane)、和五氯苯；全氟溶剂，如来自明尼苏达州St.Paul的3M公司的FC-43、FC-70和FC-5060；低分子量的含卤素聚合物，如来自俄勒冈州Portland的TCIAmerica公司的聚全氟丙烯醚(poly(perfluoropropyleneoxide))；聚三氟氯乙烯，如来自新泽西州River Edge的Halocarbon Product公司的卤烃油(Halocarbon Oils)；和全氟聚烷基醚(perfluoropolyalkylether)，如来自Ausimont公司的Galden，或来自特拉华州DuPont公司的Krytox油和脂K-Fluid系列。在一个优选具体实施例中，使用聚三氟氯乙烯作为电介质溶剂。在另一个优选的具体实施例中，使用聚全氟丙烯醚作为电介质溶剂。
可通过使用适当的聚合物将该微粒微囊化，以消除颜料微粒的沉淀或乳化，使其比重与悬浮溶剂的比重相适应。可用化学或物理方法完成颜料微粒的微胶囊化。典型的微囊化工艺包括界面聚合、原位聚合、相分离、凝聚、静电涂布、喷雾干燥、流化床涂布以及溶剂蒸发。熟知的微胶囊化程序已经披露于Kondo的“微胶囊工艺和技术”(I.E.Vandegaer编辑的“微胶囊化、方法和应用”，纽约州、纽约市的Plenum出版社，1974年)以及Gutcho的“微胶囊和微胶囊化技术”(新泽西州Park Ridge的NuyesData公司，1976年)，两者结合于此作为参考。
优选用高度磁性化合物和金属或合金制备磁性微粒。在本发明中有用的磁性材料的实施例包括γ三氧化二铁、针状磁铁矿、钴改性或吸附的三氧化二铁、非定比三氧化二铁、二氧化铬、金属或合金(例如不锈钢、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-Ni、Co-Ni、Co-Cr、和Fe-Co-V合金)、有机多自由基化合物(例如，侧链上带有有机基的聚合物、带有有机基的主链共轭聚合物、二种大小自由基的化合物(twodimensional polyradicals)、含有顺磁金属卟啉作为侧链的聚合物以及在主链中含有顺磁金属离子(例如，Cu(II)、Ni(II)、Mn(II)、或VO(II))的聚合物)。其它有用的磁性材料可在参考文献中找到，如Marvin Camras的“磁性记录手册”(Magnetic Recording Handbook)(Van NorstrandReinhold公司，1988年)以及M.Kanachi的“磁性聚合物”(Magnetic Polymers)(收录于K.Takemoto、R.M.Ottenbrite和M.Kamachi所编辑的“功能性单体和聚合物”(Functional Monomers and Polymers)，Marcel Dekker有限公司，1997年)。
有机多自由基化合物的具体实施例非限定性地包括在上述所引参考文献和几篇美国专利(例如，第4,631,328、4,594,400、4,552,928和4,769,443号)中所披露的实施例。Kanachi在“磁性聚合物”中所披露的有机多自由基化合物包括：含有2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基作为侧链的有机多自由基化合物、热退火的聚苯乙炔、具有苯氧基或硝酰基的有机多自由基化合物、具有悬垂的硝基氮氧化物(nitronylnitroxide)或叔丁基硝酰基的聚(1，3-亚苯基亚乙炔基)、二维聚合物(例如1，3，5-三氨基苯与碘反应所得到的聚合物)、衍生自靛蓝的具有重复单元的有机多自由基化合物、从1，3-双-(3-斯德酮)和N′，N′-(1，4-亚苯基)双马来酰亚胺(bismaleamide)的无催化剂1，3-二极的环加成作用所获得的有机多自由基化合物、在侧链或主链上含有顺磁离子的有机多自由基化合物。在侧链上含有顺磁离子的有机多自由基化合物包括：含有四苯基卟啉(TPP)部分的有机多自由基化合物、特别是衍生自顺磁金属离子(例如Cu(II)、Ag(II)、VO(II)、和Co(II))的有机多自由基化合物以及衍生自TPP-Mn(II)和四氰乙烯在甲苯中反应所获得的有机多自由基化合物。在主链上含有顺磁离子的有机多自由基化合物包括：Cu(II)和VO(II)的杂双核配合物、无机聚合物、具有规则交替磁性中心的MnCu(pbaOH)(H2O)3(其中pbaOH是2-羟基-1，3-丙烯双(oxamato))、由2-取代的4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物所组成以及衍生自Cu(II)、Ni(II)、或Mn(II)的聚合物、M(hfac)2(NIT)R的直链聚合物(其中M是Cu(II)、Ni(II)、或Mn(II)，(NIT)R是2-烷基-4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物，而hfac是六氟乙酰丙酮酸酯(hexafluoroaceteylacetonate))，以及三维结构(例如(rad)2Mn2[Cu(opba)]3(DMSO)2:2H2O，其中rad是2-(4-N-甲基吡啶)-4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物，opba是原亚苯基双(oxamato)，而DMS O是二甲基亚砜)。其它含有聚合物基的化合物(并确认该基与位置)是在美国专利第4,631,328号(各种染料(蒽醌、均二苯代乙烯、单-、双-、三-偶氮)，侧链)、第4,594,400号(噻吨酮，侧链)、第4,552,928号(二-和三苯胺，侧链)以及第4,769,443号(哌啶，侧链)中所披露的含有聚合物基的化合物。这些有机多自由基化合物中的某些可以借由在预聚物混合物中包括基前体物、进行聚合、然后转变成基而制备。
在本发明的一个具体实施例中，通过如喷镀、真空沉积、电沉积、电镀或无电镀，用磁性材料涂布着色剂微粒(例如，TiO2、ZnO、或有机颜料(如碳黑、酞菁和其它有机颜料))，从而磁化对比着色剂微粒。
在本发明的另一个具体实施例中，着色剂颜料微粒在聚合物基质中进行微胶囊化，并在微囊化工艺前磁性微粒与颜料微粒相混合。在这种情况下，最优选的是亚微米的磁性或金属微粒。
在本发明的又一个具体实施例中，用上述的有机多自由基化合物或磁性聚合物对微粒进行涂布或胶囊化，从而磁化着色剂微粒。
磁化的微粒可以是带电荷的或不带电荷的。类似地，对比着色剂微粒也可以是带电荷的或不带电荷的。对于带电荷的微粒而言，它们可以呈现自身的电荷，或可使用电荷控制剂直接使之带电，或可在悬浮于悬浮介质中时获得电荷。适当的电荷控制剂是本领域熟知的；它们可为聚合或非聚合性质，并且也可以是离子的或非离子的。优选具有高度影像双稳定性、低粘度以及抵抗沉淀、乳化、凝结和形成网络的高度分散体稳定性的微粒。
图1显示本发明的磁泳显示器。显示盒11是夹在两层基片12和13之间。至少两层基片之一是透明的，并且透明层12是在观察一侧。显示盒填充以分散于澄清(对比)颜色溶液中的反射性的或白色(原色)、未带电的磁性微粒14。在这种情况下有用的磁性微粒包括金属微粒或金属化的微粒，其制备是通过如喷镀、真空沉积、电沉积、电镀、无电镀磁性聚合物涂布或微胶囊化白色颜料微粒(例如TiO2和ZnO)，并且微胶囊包含白色颜料和磁性微粒的混合物，特别是金属微粒。微粒尺寸远低于可见光散射范围(0.2至0.4微米)的染料或着色剂颜料可用于制备澄清的对比色溶液。
起初在显示器的观察一侧12上施加磁性擦除器15，所有反射性的或白色(原色)的磁性微粒则吸引到观察一侧，导致观看者看到作为背景的微粒颜色。在此设计中，磁性书写头16是置于非观察一侧13之后。磁性书写头是由个人计算机或书写板(未示出)所控制。当书写头打开时，白色微粒则吸引到非观察一侧。对于白色或反射性的微粒是在非观察一侧上的区域而言，从观察一侧则看到分散体介质的颜色(也就是对比色)，因此产生白色的对比色或原色的对比色的影像。
图2说明本发明的可供选择的具体实施例，其中盒也是填充以分散于澄清、对比色溶液中的不带电、反射性的或白色(原色)的磁性微粒24。在此设计中，磁性擦除装置25是置于非观察一侧23之后。起初擦除器把白色或反射性的磁性微粒吸引到非观察一侧，这产生了从观察一侧看到的对比背景色(也就是分散体介质的颜色)。在此设计中，影像可以由置于观察一侧上的磁性书写装置或书写器26产生。当书写器26打开并且擦除器25关闭时，白色或反射性的磁性微粒则吸引到观察一侧，因此产生对比色对应的白色(white-on-contrast color)或对比色对应的原色(primary-on-contrast color)的影像。此外，可使用磁性笔26a(在观察一侧)来代替磁性书写头26，以产生相同的影像差别。
图3说明另一个可供选择的具体实施例，其中盒是填充以分散于对比色的澄清溶剂中的带电的、白色(原色)或反射性的磁性微粒34。显示盒31是夹在两层基片(32和33)之间。至少两层之一是透明的，并且透明层32是在观察一侧。然而，在这种情况下，一层导电膜38是置于盒31和非观察一侧上的基片层33之间。磁性擦除器35则置于观察一侧上。通过使用磁性擦除装置，白色或反射性的磁性微粒被吸引到观察一侧，因此产生白色或原色背景。在此设计中，可通过置于非观察一侧后面的磁性书写头36a(图3A)、或置于观察一侧上的高压电书写头(未示于图3B中)或高电压笔36b(图3B)而产生影像。在第一种设计中，当施加磁性书写头时，它把白色(原色)微粒吸引到非观察一侧，因此产生白色(或原色)的对比色的影像。在第二种设计中，当使用高压电书写头或电笔时，可以通过施加适当的电压至电笔和导电膜层38而产生影像。例如，如果导电膜的极性与微粒相反，并且电书写头或电笔的极性与微粒相同，则白色或原色微粒必然会迁移到非观察一侧，如此也产生白色(或原色)上的对比色的影像。此具体实施例是优选的具体实施例之一。
本发明还有其他具体实施例，其中黑色或着色的磁性微粒和白色的、非磁性微粒的混合物是分散于无色的澄清溶剂中。微粒可以是带电荷的或不带电荷的。如果两种微粒都是带电荷的，则最好有相同的极性。
在图4所说明的设计中，两种粒子都是不带电的。该设计并不包括导电膜层。磁性擦除器45是置于非观察一侧之后。当施加擦除头时，黑色或彩色的磁性微粒则吸引到非观察一侧，同时白色的非磁性微粒则随机地分散于分散体介质中，因而产生白色背景色。此设计中的书写装置46是置于观察一侧，并且书写装置可以是磁性书写头或磁性笔。当磁性书写头或磁性笔打开时，黑色或彩色的磁性微粒则吸引到观察一侧，因而产生白色上的黑色(对比色)(black(contrast color)-on-white)的影像。这也是优选的具体实施例之一。
图5说明本发明的具体实施例，其中带电的、黑色或彩色的磁性微粒和带电的、白色非磁性微粒的混合物是分散于无色的澄清溶剂中。该设计也包括导电膜层58。在这种情况下，电擦除装置55是置于观察一侧上，并且它可以是高压电擦除头或手动的高电压擦除器。白色和黑色的微粒可带有相反极性的电荷，或带有相同极性的电荷。如果它们具有相同的极性，则两种微粒应该在电泳移动速率上有足够的差别，以造成影像差别。导电膜层58的极性与黑色微粒的极性相反，并且电擦除装置的极性与黑色微粒的极性相同。因而，由于电力的作用，黑色或彩色的磁性微粒迁移到非观察一侧，并且白色微粒迁移到观察一侧，或在很大程度上白色粒子仍然随机分散于分散体介质中，因此产生了白色背景。也可以从非观察一侧施加磁性擦除装置，而获得白色背景。该具体实施例中的书写装置56也是在观察一侧，并且它可以是磁性书写头或磁性笔。当施加磁性书写装置时，它把黑色的磁性微粒吸引到观察一侧，因此产生白色上的黑色(对比色)的影像。
此外，如图6所示，显示器可以具有分散于无色澄清溶剂中的带电的、黑色或对比色的磁性微粒和不带电的、白色非磁性微粒的混合物。当从观察一侧施加电擦除装置65时，(前提是导电膜层的电荷极性与黑色或彩色粒子的极性相反，并且电擦除装置的极性与该粒子相同)，则只有黑色或彩色的微粒迁移到非观察一侧，并且白色微粒是随机地分散于分散体介质中，因而产生了从观察一侧观看到的白色背景色。也可以从非观察一侧施加磁性擦除装置，从而获得白色背景。该设计中的书写装置66也是在观察一侧，并且它可以是磁性书写头、磁性笔、高压电书写头、或高电压书写笔。如图6所示，当施加磁性书写装置时，它把黑色或对比色的磁性微粒吸引到观察一侧，因此产生白色上的黑色(对比色)的影像。当施加极性与黑色微粒相反的电书写装置时，书写装置把黑色的微粒吸引到观察一侧，因此也产生白色上的黑色(对比色)的影像。
图7说明本发明的另一个具体实施例。该设计采用分散于无色澄清溶剂中的不带电的、白色或反射性的磁性微粒和不带电的、对比色或黑色的非磁性微粒的混合物。该设计并不包括导电膜层。磁性擦除头75是置于非观察一侧之后。当施加擦除头时，白色磁性微粒则吸引到非观察一侧，同时黑色或彩色的非磁性微粒则随机地分散于分散体介质中，因而产生黑色或对比色的背景。该设计中的书写装置76是置于观察一侧，并且书写装置可以是磁性书写头或磁性笔。当磁性书写头或磁性笔打开时，白色或反射性的磁性微粒则吸引到观察一侧，因此产生黑色(对比色)上的白色(反射性颜色)(white (reflective)-on-black(contrast color))的影像。
图8说明本发明的又一个具体实施例。在该具体实施例中，带电的、白色或反射性的磁性微粒和带电的、黑色或对比色的非磁性微粒的混合物是分散于无色澄清溶剂中。该设计也包括导电膜层88。在这种情况下，擦除装置85是置于观察一侧，并且它可以是高压电擦除头、手动的高电压擦除器、磁性擦除头、或手动的擦除头。在一种设计中，两种粒子可带有相反的电荷，导电膜层的极性则与白色或反射性的磁性微粒相同，并且电擦除装置的极性与该微粒相反。换言之，导电膜层的极性与黑色或彩色的非磁性微粒相反，并且电擦除装置的极性则与黑色的非磁性微粒相同。因而，由于电力的作用，白色或反射性的微粒迁移到观察一侧，进而产生了白色或反射性的背景色。在另一种设计中，也可以通过置于观察一侧上的磁性擦除装置而产生白色或反射性的背景色。该具体实施例中的书写装置86也是在观察一侧，并且它可以是高压电书写头或高电压笔。当施加电书写装置时，它把黑色或对比色的非磁性微粒吸引到观察一侧(前提是电书写装置的极性与白色或反射性的磁性微粒相同，但是极性与黑色或彩色的非磁性微粒相反)，因而产生了白色(反射性颜色)上的黑色(对比色)的影像。这也是优选的具体实施例之一。
可供选择地，在该设计中的黑色或对比色的非磁性微粒是不带电的，或所带电荷的极性与磁性微粒相同，但是其电泳移动速率显著较低。因而，在图9所说明的设计中，当从观察一侧施加电擦除装置95时(前提是导电膜层的极性与白色或反射性的磁性微粒相反，并且电擦除装置的极性与该粒子相同)，则只有白色或反射性的微粒迁移到非观察一侧，并且黑色或对比色的微粒仍是随机地分散于分散体介质中，因而产生了从观察一侧观看到的黑色或对比色背景。也可以从非观察一侧施加磁性擦除装置，从而产生黑色或对比色背景。该具体实施例中的书写装置96也是在观察一侧，并且它可以是磁性书写头、磁性笔、高压电书写头、或高电压书写笔。如图9所示，当施加磁性书写装置时，它把白色或反射性的微粒(它们是磁性的)吸引到观察一侧，因此产生黑色(对比色)上的白色(反射性颜色)的影像。当施加电书写装置时，白色或反射性的微粒也可以吸引到观察一侧，从而产生黑色(对比色)上的白色(反射性颜色)的影像。
图10描述了本发明的优选的具体实施例。盒100是夹在两层基片(102和103)之间，具有明确定义的尺寸、形状、和纵横比，并且用聚合物密封层104单独密封。显示器可非必选地在基片102和聚合物密封层104之间包括额外的粘合剂层(未示出)。磁化悬浮于电磁泳流体101中的微粒105，并且可非必选地使微粒105带有电荷。本发明的电磁泳显示器(EMPD)可以在基片103和电磁泳流体101之间进一步包括聚合物层(未示出)。如在WO 01/67170和相关申请中所披露的，微型杯基底盒可以由微模压或光刻法制备。在盒100和两基片(102和103)之一之间可非必选地有一导电膜层106。所述的装置具有记录装置，并且可非必选地具有擦除装置，如图1至图9所示。
上面特定说明的具体实施例显然并不是全部。应该理解到可以通过改变下述要素而构建出多种的磁泳和电磁泳：
1)单一颜色的磁性微粒，可以是
(i)带电的；或者
(ii)带电的。
2)两种颜色(原色和对比色)的微粒，其中之一是磁性的，并且
a)两种微粒都是不带电的；
b)仅其中一种是带电的；
c)两种微粒都是带电的，但是带有相反的电荷；
d)两种微粒带有相同极性的电荷，但是其中一种微粒的电泳移动速率显著高于另一种微粒的电泳移动速率。
3)微粒分散于其中的溶剂的颜色。
4)电擦除装置或磁性擦除装置。
5)擦除装置可以是在观察一侧或非观察一侧。
6)电书写装置或磁性书写装置。
7)书写装置可以是在观察一侧或非观察一侧。
以上要素的各种组合是在所附权利要求的范围内。尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明，但是，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改，变化，和等同物由所附的权利要求书的内容涵盖。

Claims (75)

1.一种影像显示器，包括：
(a)两层基片，一层基片在观察侧，另一基片在
非观察侧，并且至少在观察侧的基片是透明的；
(b)夹在所述两层基片之间的盒阵列，并且所述盒填充以分散体，其中磁性微粒是悬浮在电介质溶剂或电介质溶剂混合物中；以及
(c)书写装置和擦除装置；
其中，所述磁性微粒具有相同的颜色，并分散于对比色的澄清溶剂中。
2.根据权利要求1所述的影像显示器，所述书写装置设置在非观察侧，所述擦除装置设置在观察侧或非观察侧。
3.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是顺磁的、铁磁的、反铁磁的、或亚铁磁的微粒。
4.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是由选自下述的材料所制成：γ三氧化二铁、针状磁铁矿、钴改性或吸附的三氧化二铁、非定比三氧化二铁、二氧化铬、金属或合金、和有机多自由基化合物。
5.根据权利要求4所述的影像显示器，其中所述金属或合金是不锈钢、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-Ni、Co-Ni、Co-Cr、或Fe-Co-V合金。
6.根据权利要求4所述的影像显示器，其中所述有机多自由基化合物是选自由侧链上带有有机基的聚合物、带有有机基的主链共轭聚合物、二种大小自由基的化合物、含有顺磁金属卟啉作为侧链的聚合物、和主链中含有顺磁金属离子的聚合物组成的组。
7.根据权利要求6所述的影像显示器，其中所述顺磁金属离子是Cu(II)、Ni(II)、Mn(II)、或VO(II)。
8.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是用磁性外壳通过涂布或微胶囊化方式而磁化的微粒。
9.根据权利要求8所述的影像显示器，其中所述磁性外壳是由选自下述的材料所制成：γ三氧化二铁、针状磁铁矿、钴改性或吸附的三氧化二铁、非定比三氧化二铁、二氧化铬、金属或合金、和有机多自由基化合物。
10.根据权利要求9所述的影像显示器，其中所述和有机多自由基化合物是选自由侧链上带有有机基的聚合物、带有有机基的主链共轭聚合物、二种大小自由基的化合物、含有顺磁金属卟啉作为侧链的聚合物、和主链中含有顺磁金属离子的聚合物组成的组。
11.根据权利要求9所述的影像显示器，其中所述金属或合金是选自由Ni、Cu、Co、Fe、Cr、Fe-Co、Fe-Ni、Fe-Co-Ni、Co-Ni、Co-Cr、和Fe-Co-V合金组成的组。
12.根据权利要求11所述的影像显示器，其中所述金属或合金外壳是通过喷镀、真空沉积、电沉积、电镀、或无电镀涂布到所述微粒上。
13.根据权利要求8所述的影像显示器，其中所述磁性外壳是通过微胶囊化方法涂布于所述微粒上的磁性聚合物外壳。
14.根据权利要求13所述的影像显示器，其中所述磁性聚合物外壳是由选自下述的聚合物制成：侧链上带有有机基的聚合物、带有有机基的主链共轭聚合物、二种大小自由基的化合物、含有顺磁金属卟啉作为侧链的聚合物、和主链中含有顺磁金属离子的聚合物。
15.根据权利要求14所述的影像显示器，其中所述顺磁金属离子是Cu(II)、Ni(II)、Mn(II)、或VO(II)。
16.根据权利要求13所述的影像显示器，其中所述微胶囊化方法是相分离、简单和复杂的凝聚、界面聚合或交联、原位聚合或交联、喷雾干燥、流化床干燥、孔口或液体中固化或硬化。
17.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是包含分散于聚合物基质中的磁性材料的微胶囊。
18.根据权利要求17所述的影像显示器，其中所述微胶囊进一步包括颜料或染料。
19.根据权利要求18所述的影像显示器，其中所述颜料是白色的TiO2或ZnO。
20.根据权利要求18所述的影像显示器，其中所述颜料是彩色的。
21.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是彩色或黑色的。
22.根据权利要求21所述的影像显示器，其中所述黑色磁性微粒是由γ三氧化二铁、针状磁铁矿、钴改性或吸附的三氧化二铁、非定比三氧化二铁、或二氧化铬制成。
23.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述盒阵列是分区式盒。
24.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述盒阵列是微胶囊化的盒。
25.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述盒阵列是单独密封的微型杯盒。
26.根据权利要求25所述的影像显示器，其中所述盒是用聚合物层单独密封。
27.根据权利要求1所述的影像显示器，是一种电子标牌、电子布告板、白板、或复写板。
28.根据权利要求1所述的影像显示器，其中还包含非磁性微粒。
29.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒是不带电的。
30.根据权利要求29所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性书写头，并且所述磁性书写头由个人计算机或书写板所控制。
31.根据权利要求28所述的影像显示器，其中所述非磁性微粒的颜色与磁性微粒的颜色不同。
32.根据权利要求29所述的影像显示器，其中所述擦除装置是磁性擦除头。
33.根据权利要求28所述的影像显示器，其中所述非磁性微粒随机地分散于电介质溶剂或电介质溶剂混合物中。
34.根据权利要求29所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性笔。
35.根据权利要求1所述的影像显示器，其中所述磁性微粒带电的。
36.根据权利要求29所述的影像显示器，其中所述擦除装置是手动的磁性擦除器。
37.根据权利要求36所述的影像显示器，其中所述手动的磁性擦除器是在观察侧。
38.根据权利要求1所述的影像显示器，其中还包含与所述磁性微粒颜色不同的非磁性微粒，分散于澄清的无色或彩色的溶剂中。
39.根据权利要求38所述的影像显示器，其中两种颜色的微粒都是不带电的。
40.根据权利要求39所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性书写头。
41.根据权利要求40所述的影像显示器，其中所述磁性书写头是在非观察侧或观察侧。
42.根据权利要求39所述的影像显示器，其中所述擦除装置是磁性擦除头。
43.根据权利要求42所述的影像显示器，其中所述磁性擦除头是在观察侧或非观察侧。
44.根据权利要求39所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性笔。
45.根据权利要求44所述的影像显示器，其中所述磁性笔是在观察侧。
46.根据权利要求39所述的影像显示器，其中所述擦除装置是手动的磁性擦除器。
47.根据权利要求46所述的影像显示器，其中所述手动的磁性擦除器是在观察侧。
48.根据权利要求1所述的影像显示器，其中还包括(d)导电膜层，所述导电膜层是放置在所述盒的底部和非观察一侧上的基片之间，并且所述磁性微粒是带电的。
49.根据权利要求48所述的影像显示器，其中所述磁性微粒具有相同的颜色。
50.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述微粒分散于对比色的澄清溶剂中。
51.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性书写头。
52.根据权利要求51所述的影像显示器，其中所述磁性书写头是在非观察侧或观察侧。
53.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述擦除装置是磁性擦除头。
54.根据权利要求53所述的影像显示器，其中所述磁性擦除头是在观察侧或非观察侧。
55.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性笔。
56.根据权利要求55所述的影像显示器，其中所述磁性笔是在观察侧。
57.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述擦除装置是手动的磁性擦除器。
58.根据权利要求57所述的影像显示器，其中所述手动的磁性擦除器是在观察侧。
59.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述书写装置是在观察侧上的高电压笔或高压电书写头。
60.根据权利要求49所述的影像显示器，其中所述擦除装置是在观察侧上的高压电擦除器或手动的高压电擦除器。
61.根据权利要求48所述的影像显示器，其中还包含与所述磁性微粒颜色不同的非磁性微粒，分散于澄清的无色或彩色的溶剂中。
62.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述非磁性微粒是带电荷的。
63.根据权利要求61所述的影像显示器，其中的两种微粒都是带电荷的。
64.根据权利要求63所述的影像显示器，其中所述的两种微粒带相反的电荷。
65.根据权利要求63所述的影像显示器，其中所述的两种微粒具有相同极性的电荷，但是具有显著不同的电泳移动速率。
66.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性书写头。
67.根据权利要求66所述的影像显示器，其中所述磁性书写头是在非观察侧或观察侧。
68.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述擦除装置是磁性擦除头。
69.根据权利要求68所述的影像显示器，其中所述磁性擦除头是在观察侧或非观察侧。
70.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述书写装置是磁性笔。
71.根据权利要求70所述的影像显示器，其中所述磁性笔是在观察一侧。
72.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述擦除装置是手动的磁性擦除器。
73.根据权利要求72所述的影像显示器，其中所述手动的磁性擦除器是在观察侧。
74.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述书写装置是在观察侧上的高电压笔或高压电书写头。
75.根据权利要求61所述的影像显示器，其中所述擦除装置是在观察侧上的高压电擦除器或手动的高压电擦除器。
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