TW201502676A - 彩色電泳顯示器 - Google Patents

彩色電泳顯示器 Download PDF

Info

Publication number
TW201502676A
TW201502676A TW103116978A TW103116978A TW201502676A TW 201502676 A TW201502676 A TW 201502676A TW 103116978 A TW103116978 A TW 103116978A TW 103116978 A TW103116978 A TW 103116978A TW 201502676 A TW201502676 A TW 201502676A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
particles
species
electrophoretic
electrophoretic medium
display
Prior art date
Application number
TW103116978A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI554814B (zh
Inventor
史蒂芬Ｊ 塔爾夫
史帝芬 布爾
亞倫 波查
克萊格Ａ 賀伯
柯斯塔 拉達瓦克
安娜Ｌ 拉提斯
珍妮佛Ｍ 摩瑞森
理查Ｊ 小鮑里尼
麥可湯瑪斯 雷根
路克Ｍ 史羅名斯基
李 耶齊克
肯尼士Ｒ 柯羅斯
Ｊ 瑞恩 克魯斯
克里斯多福Ｌ 何吉布姆
傑森Ｄ 菲克
大衛達瑞爾 米勒
Original Assignee
電子墨水股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 電子墨水股份有限公司 filed Critical 電子墨水股份有限公司
Publication of TW201502676A publication Critical patent/TW201502676A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI554814B publication Critical patent/TWI554814B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/344—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1685—Operation of cells; Circuit arrangements affecting the entire cell
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F2001/1678—Constructional details characterised by the composition or particle type
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/068—Application of pulses of alternating polarity prior to the drive pulse in electrophoretic displays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

一種電泳介質包括一流體及所配置之至少一物種之粒子。當施加一第一定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝一方向移動，但是當施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝)至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝相反方向移動。

Description

彩色電泳顯示器
在此以提及方式併入下面所述之所有美國專利以及公開及相互關連申請案的整個內容。
本發明係有關於彩色電泳顯示器，以及更特別地，是有關於能使用包含複數個帶色粒子之單層電泳材料提供兩個以上顏色之電泳顯示器。
在此所使用之術語顏色包括黑色及白色。白色粒子常常是屬於散光類型。
在此以成像技藝之傳統意思來使用術語灰色狀態(gray state)，以表示在像素之兩個極端光學狀態的中間之狀態，以及沒有必要暗示這兩個極端狀態間之黑色-白色變遷。例如，下面所提及之數個EInk專利及公開申請案描述電泳顯示器，在該等電泳顯示器中，極端狀態為白色及深藍色，以致於中間灰色狀態實際上是淡藍色。事實上，如所描述，光學狀態之變化可能根本不是顏色變化。術語“黑色”及“白色”在下面可以用以表示顯示器之兩個極端光學狀態，以及應該了解到，通常包括完全不是黑色及白色之極端光學狀態，例如，前述白色及深藍色狀態。
在此以該項技藝之它們的傳統意思來使用術語“雙穩態”及“雙穩定性”，以表示包括具有在至少一光學性質方面係不同的第一及第二顯示狀態之顯示元件的顯示器，以及在以一有限持續時間之定址脈衝驅動任何既定元件後，呈現它的第一或第二顯示狀態；在終止該定址脈衝後，那個狀態將持續該顯示元件之狀態的改變所需之該定址脈衝的最小持續時間的至少數倍，例如，至少4倍。在美國專利第7,170,670號中顯示，具有灰度(gray scale)能力之一些粒子為基電泳顯示器不僅在它們的極端黑色及白色狀態中係穩定的，而且在它們的中間灰色狀態中亦是穩定的，以及一些其它型態之光電顯示器具有相同的事實。雖然為了方便起見而在此可能將術語「雙穩態」用於涵蓋雙穩態及多穩態顯示器，但是此型態的顯示器適合稱為多穩態的而不是雙穩態的。
當用以表示驅動一電泳顯示器時，在此使用術語“脈衝(impulse)”，以表示在驅動該顯示器之期間施加電壓相對於時間之積分。
在寬頻帶中或在被選波長處吸收、散射或反射光之粒子在此稱為帶色或顏料粒子。在本發明之電泳介質及顯示器中亦可以使用顏料(在那個術語之嚴格意義上，表示不溶性帶色材料)以外的吸收或反射光之像染料或光子晶體等的各種材料。
粒子為基電泳顯示器(particle-based electrophoretic displays)為密集研發之主題已有一些年了。在這樣的顯示器中，複數個帶電粒子(有時稱為顏料 粒子)在一電場之影響下經由一流體移動。當相較於液晶顯示器，電泳顯示器可具有良好亮度及對比、寬視角、狀態雙穩定性及低功率耗損之屬性。然而，關於這些顯示器之長期影像品質的問題已妨礙它們的廣泛使用。例如，構成電泳顯示器之粒子易於沉降，導致這些顯示器之不適當的使用壽命。
如上所述，電泳介質需要流體之存在。在大部分習知技藝電泳媒體中，此流體係液體，但是可使用氣體流體來產生該電泳介質；見例如，Kitamura,T.,et al.,"Electrical toner movement for electronic paper-like display",IDW Japan,2001,Paper HCS1-1以及Yamaguchi,Y.,et al.,"Toner display using insulative particles charged triboelectrically",IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。亦見美國專利第7,321,459及7,236,291號。當在一允許這樣的沉降之方位上(例如，在一垂直平面中配置介質之表現中)使用該等介質時，這樣的氣體為基電泳介質似乎易受相同於液體為基電泳介質之因粒子沉降所造成之型態的問題所影響。更確切地，粒子沉降似乎在氣體為基電泳介質中比在液體為基電泳介質中更是嚴重問題，因為相較於液態懸浮流體，氣態懸浮流體之較低黏性允許該等電泳粒子之更快速沉降。
讓與給Massachusetts Institute of Technology(MIT)及E Ink Corporation或在它們的名義下之許多專利及申請案描述在封裝電泳及其它光電介質方面所使用之技術。這樣的封裝介質包括許多小膠囊， 每一膠囊本身包括一包含在一流體介質中之電泳移動粒子的內相(internal phase)及一包圍該內相之膠囊壁。通常，該等膠囊本身係包含於一聚合物黏合劑中，以形成一位於兩個電極間之黏著層(coherent layer)。在這些專利及申請案中所述之技術包括：(a)電泳粒子、流體及流體添加劑；見例如，美國專利第7,002,728及7,679,814號；(b)膠囊、黏著劑及封裝製程；見例如，美國專利第6,922,276及7,411,719號；(c)包含光電材料之薄膜及次總成(sub-assemblies)；見例如，美國專利第6,982,178及7,839,564號；(d)在顯示器中所使用之背板(backplanes)、黏著層(adhesive layers)及其它輔助層(auxiliary layers)以及方法；見例如，美國專利第7,116,318及7,535,624號；(e)顏色形成及顏色調整；見例如，美國專利第6,017,584、6,664,944、6,864,875、7,075,502、7,167,155、7,667,684、7,791,789、7,956,841、8,040,594、8,054,526、8,098,418、8,213,076及8,363,299號以及美國專利申請案公開第2004/0263947、2007/0109219、2007/0223079、2008/0023332、2008/0043318、2008/0048970、2009/0004442、2009/0225398、2010/0103502、2010/0156780、2011/0164307、2011/0195629、2011/0310461、2012/0008188、2012/0019898、2012/0075687、2012/0081779、2012/0134009、 2012/0182597、2012/0212462、2012/0157269及2012/0326957；(f)用以驅動顯示器之方法；見例如美國專利第5,930,026、6,445,489、6,504,524、6,512,354、6,531,997、6,753,999、6,825,970、6,900,851、6,995,550、7,012,600、7,023,420、7,034,783、7,116,466、7,119,772、7,193,625、7,202,847、7,259,744、7,304,787、7,312,794、7,327,511、7,453,445、7,492,339、7,528,822、7,545,358、7,583,251、7,602,374、7,612,760、7,679,599、7,688,297、7,729,039、7,733,311、7,733,335、7,787,169、7,952,557、7,956,841、7,999,787、8,077,141、8,125,501、8,139,050、8,174,490、8,289,250、8,300,006及8,314,784號以及美國專利申請案公開第2003/0102858、2005/0122284、2005/0179642、2005/0253777、2007/0091418、2007/0103427、2008/0024429、2008/0024482、2008/0136774、2008/0150888、2008/0291129、2009/0174651、2009/0179923、2009/0195568、2009/0322721、2010/0045592、2010/0220121、2010/0220122、2010/0265561、2011/0187684、2011/0193840、2011/0193841、2011/0199671及2011/0285754號(這些專利及申請案在下面可以稱為MEDEOD(用以驅動光電顯示器之方法)申請案)；(g)顯示器之應用；見例如，美國專利第7,312,784及8,009,348號；以及 (h)非電泳顯示器，如在美國專利第6,241,921、6,950,220、7,420,549及8,319,759號及美國專利申請案公開第2012/0293858號所述。
許多前述專利及申請案認清，包圍在一封裝電泳介質中之離散微膠囊的壁可以一連續相(continuous phase)來取代，因而產生一所謂聚合物分散電泳顯示器(polymer-dispersed electrophoretic display)，其中電泳介質包括複數離散液滴之電泳流體及一連續相之聚合物材料，以及縱使沒有離散膠囊薄膜與每一個別液滴結合，可以將在這樣的聚合物分散電泳顯示器中之離散液滴的電泳流體視為膠囊或微膠囊；見例如，美國專利第6,866,760號。於是，對於本申請案，將這樣的聚合物分散電泳介質視為封裝電泳介質之亞種(sub-species)。
一種相關型態之電泳顯示器係一所謂“微胞電泳顯示器(microcell electrophoretic display)”。在一微胞電泳顯示器中，沒有將帶電粒子及流體裝入微膠囊中，但是取而代之，將其保留在一載體介質(carrier medium)(通常，一聚合物膜)內所形成之複數個空腔(cavities)中，見例如，美國專利第6,672,921及6,788,449號，兩個專利係讓與給Sipix Imaging Inc.。
雖然電泳介質常常是不透光的(因為，例如，在許多電泳介質中，粒子大致阻擋通過顯示器之可見光的傳輸)及在一反射模式中操作，但是可使許多電泳顯示器在一所謂光柵模式“(shutter mode)”中操作，其中在該光柵模式中，一顯示狀態係大致不透光的及一顯示狀態 係透光的。見例如，美國專利第5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971及6,184,856號。介電泳顯示器(dielectrophoretic displays)(其相似於電泳顯示器，但是依賴電場強度之變化)可在一相似模式中操作；見美國專利第4,418,346號。其它型態之光電顯示器亦可能在光柵模式中操作。在光柵模式中操作之光電介質可使用於全色彩顯示器之多層結構中；在這樣的結構中，相鄰於該顯示器之觀看面的至少一層在光柵模式中操作，以暴露或隱蔽一離該觀看面更遠之第二層。
一封裝電泳顯示器通常沒有經歷傳統電泳裝置之群集(clustering)及沉降(settling)故障模式及提供另外的優點，例如，將顯示器印刷或塗佈在各式各樣可撓性及剛性基板上之能力。(文字“印刷之使用”意欲包括所有形式之印刷及塗佈，其包括但不侷限於：預計量式塗佈(pre-metered coatings)(例如：塊狀模式塗佈(patch die coating)、狹縫型或擠壓型塗佈(slot or extrusion coating)、斜板式或級聯式塗佈(slide or cascade coating)及淋幕式塗佈(curtain coating))；滾筒式塗佈(roll coating)(例如：輥襯刮刀塗佈(knife over roll coating及正反滾筒式塗佈(forward and reverse roll coating))；凹版型塗佈(gravure coating)；浸泡式塗佈(dip coating)；噴灑式塗佈(spray coating)；彎月形塗佈(meniscus coating)；旋轉塗佈(spin coating)；刷塗佈(brush coating)；氣刀塗佈(air-knife coating)；絲網印刷製程(silk screen printing processes)；靜電印刷製程 (electrostatic printing processes)；熱印刷製造(thermal printing processes)；噴墨印刷製程(ink jet printing processes)；電泳沉積(electrophoretic deposition)(見美國專利第7,339,715號)；以及其它相似技術)。因此，所形成的顯示器係具有可撓性的。再者，因為可(使用各種方法)印刷該顯示介質，所以可使顯示器本身並非是昂貴的。
上述美國專利第6,982,178號描述一種組裝一相當適合於大量生產之固態光電顯示器(包括一封裝電泳顯示器)的方法。實質上，此專利描述一所謂前平面積層板(front plane laminate,FPL)，其依序包括一透光導電層、一與該導電層電接觸之固態光電介質層、一黏著層及一脫模片(release sheet)。通常，該透光導電層被承載在一透光基板上，該透光基板較佳的是有可撓性的，從這種意義上說，可在沒有永久變形下手動將該基板纏繞在例如直徑為10英吋(254mm)之圓筒上。在此專利中使用術語透光來表示這樣指定的層傳輸充分的光，使觀看者能看穿那個層，以觀看該光電介質之顯示狀態的變化，通常經由該導電層及相鄰基板(如果存在的話)來觀看該變化；假如該光電介質在不可見光波長處顯示反射性的變化，術語透光當然應該被解釋為意指相關不可見光波長之傳輸。該基板通常是一聚合物膜，以及通常具有約1至約25密爾(25至634微米)的範圍，較佳地，約2至約10密爾(51至254微米)的範圍之厚度。該導電層合宜地是一薄金屬或金屬氧化層，例如，鋁或ITO，或 者可以是一導電聚合物。塗佈有鋁或ITO之聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)膜在市場上係可購得的，例如，來自E.I.du Pont de Nemours & Company,Wilmington DE之鋁化的Mylar(Mylar係註冊商標)，以及這樣的商業材料可以使用於該前平面積層板中且可得到良好的結果。
藉由從一前平面積層板移除該脫模片及在可有效地促使黏著層黏附至背板之狀況下使該黏著層與背板接觸，可以實現使用這樣的前平面積層板來組裝光電顯示器，藉此使該黏著層、該光電介質層及該導電層固定至該背板。此製程相當適合於大量生產，因為通常可以使用卷對卷塗佈技術(roll-to-roll coating techniques)來大量生產該前平面積層板，以及接著將其切割成用於特定背板所需之任何尺寸的片。
美國專利第7,561,324號描述一所謂雙脫模片，它實質上為前述美國專利第6,982,178之前平面積層板的簡化變型。該雙脫模片之一形式包括一夾在兩個黏著層間之固態光電介質層，該等黏著層中之一或兩者被一脫模片所覆蓋。該雙脫模片之另一形式包括一夾在兩個脫模片間之固態光電介質層。該雙脫模片之兩個形式意欲使用於一大體上相似於用以從一已述前平面積層板組裝一光電顯示器之製程的製程中，但是涉及兩個個別積層；通常，在一第一積層中，使該雙脫模片疊層至一前電極，以形成一前次總成，以及然後，在一第二積層中，使該前次總成疊層至一背板，以形成最後顯示器，但是如果期望的話，可顛倒這兩個積層之順序。
美國專利第7,839,564號描述一所謂倒置前平面積層板，其為前述美國專利第6,982,178號所述之前平面積層板的變型。此倒置前平面積層板依序包括一透光保護層及一透光導電層中之至少一者、一黏著層、一固態光電介質層及一脫模片。此倒置前平面積層板係用以形成一在該光電層與該前電極或前基板間具有一積層黏著層之光電顯示器；一第二典型薄黏著層可能或可能不存在於該光電層與一背板間。這樣的光電顯示器可結合良好解析度與良好的低溫性能。
如上所述，大部分簡單習知技藝電泳介質實質上只顯示兩個顏色。這樣的電泳介質使用在一具有第二不同顏色之帶色流體中具有一第一顏色之單一類型的電泳粒子(在此情況下，當該等粒子相鄰於該顯示器之觀看面時，顯示該第一顏色，以及當該等粒子與該觀看面隔開時，顯示該第二顏色)，或在一未帶色流體中具有不同的第一及第二顏色之第一及第二類型的電泳粒子(在此情況下，當該等第一類型粒子相鄰於該顯示器之觀看面時，顯示該第一顏色，以及當該等第二類型粒子相鄰於該觀看面時，顯示該第二顏色)。通常，該兩個顏色為黑色及白色。如果期望一全彩顯示器，則可以在該單色(黑色及白色)顯示器之觀看面上方放置一彩色濾光片陣列。具有彩色濾光片陣列之顯示器依賴區域共享(area sharing)及混色(color blending)，以建立色刺激(color stimuli)。在3個或4個原色(例如，紅色/綠色/藍色(RGB)或紅色/綠色/藍色/白色(RGBW))間共享可用顯示區域， 以及可以一維(條紋)或二維(2×2)重複圖案配置該等濾光片。原色之其它選擇或超過3個之原色在該項技藝中亦是已知的。選擇3個(在RGB顯示器之情況下)或4個(在RGBW顯示器之情況下)子像素有足夠小，以便它們在預定觀看距離處在視覺上混合在一起成為具有均勻色刺激(uniform color stimulus)(‘混色’)之單像素。區域共享之固有的缺點為，經常存在著色劑及只能藉由切換下面單色顯示器之對應像素至白色或黑色(切換該等對應原色打開或關閉)來調整顏色。例如，在一理想RGBW顯示器中，紅色、綠色、藍色及白色原色之每一者佔據顯示區域之1/4(4個子像素中之一)，且白色子像素與該下面單色顯示器白色一樣亮，以及該等帶色子像素之每一者沒有比該單色顯示器白色之1/3淡。整體上該顯示器所示之白色的亮度沒有大於該白色子像素之亮度的一半(藉由顯示每4個子像素中之該一個白色子像素來產生該顯示器之白色區域，另外，每一帶色子像素之帶色形式等於一白色子像素之1/3，所以該3個帶色子像素結合之貢獻沒有大於該一個白色子像素)。藉由與被切換至黑色之彩色像素的區域共享來降低色彩之亮度及飽和度。區域共享在混合黃色時是特別有問題的，因為它比任何其它同等亮度之顏色淡，以及飽和黃色幾乎與白色一樣亮。切換藍色像素(顯示區域之1/4)至黑色會使得黃色太深。
多層堆疊電泳顯示器在該項技藝中係已知的；J.Heikenfeld,P.Drzaic,J-S Yeo and T.Koch,Journal of the SID,19(2),2011,pp.129-156。在這樣的顯示器 中，週遭光線以確切相似於傳統彩色印刷通過在3個相減性原色(subtractive primary colors)之每一者中的影像。美國專利第6,727,873號描述一種堆疊電泳顯示器，其中在一反射背景上方放置3層可切換晶胞(switchable cells)。已知相似顯示器，其中橫向地(見國際專利申請案第WO 2008/065605號)或使用垂直與橫向運動之組合來移動帶色粒子，使其隔離成微阱(micropits)。在兩個情況中，每一層具有用以以一個像素接一個像素為基礎集中或分散帶色粒子之電極，以致於該3層之每一者需要一層薄膜電晶體(TFT’s)(該3層TFT’s之兩層必須是實質透明的)及一透光相對電極。這樣的複雜配置之電極對於製造係昂貴的，以及在該項技藝之當前狀態中，很難提供一適當透明平面之像素電極，特別是在必須經由數層電極觀看該顯示器之白色狀態時。當該顯示器堆疊之厚度接近或超過像素尺寸時，多層顯示器亦遭遇視差(parallax)問題。
美國專利申請案公開第2012/0008188及2012/0134009號描述具有單一背板之多色電泳顯示器，其包括獨立可定址像素電極及一共用透光前電極。在該背板與該前電極間配置複數個電泳層。在這些申請案中所述之顯示器能在任何像素位置呈現任何原色(紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色、黃色、白色及黑色)。然而，對於在單一組定址電極間之多個電泳層的使用具有缺點。在一特定層中之粒子所經驗的電場比以相同電壓定址之單一電泳層的情況低。此外，最靠近觀看面之一電 泳層中的光損失(例如，因散光或不需要吸收所造成)可能影響在下面電泳層中所形成之影像的外觀。
已試圖提供使用單一電泳層之全彩電泳顯示器。見，例如，美國專利申請案公開第2011/0134506。然而，在該項技藝之當前狀態中，這樣的顯示器通常涉及像慢切換速度(長達數秒)或高定址電壓之妥協。
本發明尋求提供一種彩色顯示器，其只使用單一電泳層，但是能在該顯示器之主動區域的每一位置顯示超過兩個顏色，以及較佳地，所有顏色，以及提供一種驅動這樣的電泳顯示器之方法。
於是，本發明提供一種電泳介質，其包括一流體及在該流體中所配置之至少一第一物種的粒子，該第一物種之粒子是這樣的：當施加一第一定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝一方向移動，但是當施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝，但具有相同極性)至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝相反方向移動。
該第一及第二定址脈衝在電場強度、持續時間或兩者方面可能是彼此不同的。再者，雖然該第一定址脈衝包括施加一第一電場至該介質有一第一時段及該第二定址脈衝包括施加一第二電場至該介質有一第二時段，但是沒有意欲暗示該第一及第二電場分別在該第一及第二時段上必須是固定的，且了解到，該第一及第二電場之大小亦沒有必要是彼此不同的，或者該第一及第 二時段的持續時間沒有必要是不同的。只需要該第二定址脈衝(亦即，在該第二時段用以產生該第二電場之電壓對時間的積分)大於該第一定址脈衝。
本發明亦提供一種驅動電泳介質之方法，該電泳介質包括一流體及在該流體中所配置之至少一第一物種的粒子，該方法包括：(a)施加一第一定址脈衝至該介質，藉以促使該第一物種之粒子相對於該電場朝一方向移動；以及(b)施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝，但具有相同極性)至該介質，藉以促使該第一物種之粒子相對於該電場朝相反方向移動。
本發明亦提供一種能呈現多個不同顏色之電泳顯示器，該顯示器包括一電泳介質，其包括一流體及在該流體中所配置之複數個粒子，該顯示器進一步包括在該電泳介質之相對側上所配置之第一及二電極，其中在施加一第一定址脈衝至該電泳介質後，該等粒子立即朝該第一電極移動，但是在施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝，但具有相同於該第一定址脈衝之極性)後，該等粒子立即朝該第二電極移動。
在這樣的電泳顯示器之一形式中，在施加該第一定址脈衝後，該等粒子立即朝該較正電極移動，但是在施加該第二定址脈衝後，該等粒子立即朝該較負電極移動。在這樣的電泳顯示器中，當沒有施加電場至該等粒子時，該等粒子通常具有負電荷。這樣的顯示器可以進一步包括具有不同於後第一類型之粒子的顏色之一 第二類型之粒子，以及在施加該第一或第二定址脈衝後，該等粒子立即朝該較負電極移動。
本發明之上述介質及顯示器為了方便起見在下面稱為本發明之電荷切換粒子或CSP介質及顯示器。
在另一態樣中，本發明提供一種電泳介質，其包括一流體及在該流體中所配置之第一、第二及第三物種的粒子。該第一物種之粒子帶有一極性之電荷，而該第二及第三物種之粒子帶有相反極性之電荷。該第一、第二及第三物種粒子之特性是這樣的，在該等第一物種粒子與該等第二物種粒子間比在該等第一物種粒子與該等第三物種粒子間具有較小的粒子間交互作用。當施加一第一定址脈衝至該電泳介質時，該等第一及第三物種粒子相對於該電場朝一方向移動及該等第二物種粒子相對於該電場朝相反方向移動。當施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝，但具有相同極性)至該電泳介質時，該等第一物種粒子相對於該電場朝該一方向移動，而該等第二及第三物種粒子相對於該電場朝該相反方向移動。
在這樣的電泳介質中，藉由控制在該等粒子上之聚合物塗層的類型、量及厚度來控制該第一、第二及第三物種之粒子間的交互作用。例如，為了控制該等粒子特性，使得在該第一物種之粒子與該第二物種之粒子間比在該第一物種之粒子與該第三物種之粒子間具有較小的粒子間交互作用，該第二物種之粒子可以帶有一聚合物表面處理，以及該第三物種之粒子可能不帶有聚 合物表面處理或帶有一具有比該第二物種之粒子低的每單位粒子表面面積的質量覆蓋率(mass coverage)之聚合物表面處理。大體上，需要藉由在該第三物種之粒子上的聚合物塗層的明智選擇來調整Hamaker常數(它是兩個粒子間之凡得瓦交互作用的強度之度量，該對電位與Hamaker常數成正比及與該兩個粒子間之距離的6次方成反比)及/或粒子間距。
在另一態樣中，本發明提供一種能呈現多個不同顏色之電泳顯示器，該顯示器包括一電泳介質及在該電泳介質之相對側上所配置之第一及二電極。該電泳介質包括一流體以及具有負電荷之複數個第一物種粒子、具有正電荷之複數個第二物種粒子及具有正電荷之複數個第三物種粒子。在該等第一物種粒子與該等第二物種粒子間比在該等第一物種粒子與該等第三物種粒子間具有較小的粒子對交互作用(庫倫及吸引性非庫倫)。以一第一定址脈衝，該等第一及第三物種粒子朝該較正電極移動及該等第二物種粒子朝該較負電極移動。然而，以一大於該第一定址脈衝之第二定址脈衝，該等第一物種粒子朝該較正電極移動或留待在該較正電極之附近及該等第三物種粒子朝該較負電極移動，而該等第二物種粒子留待在該較負電極之附近。
基於下面所出現之理由，本發明之這些電泳介質及顯示器為了方便起見可以在下面稱為本發明之點彩(spot color)或SC介質及顯示器。
在另一態樣中，本發明提供一種電泳介質，其包括一流體及在該流體中所配置之第一、第二及第三物種粒子。該流體被染有一第一顏色。該等第一物種粒子係散光的及帶有一極性之電荷，而該等第二及第三物種粒子係非散光的、分別具有不同於該第一顏色且彼此不同之第二及第三顏色、以及帶有相反極性之電荷。該等第一、第二及第三物種粒子之特性係這樣的：在該等第一物種粒子與該等第二物種粒子間比在該等第一物種粒子與該等第三物種粒子間具有較小的粒子-粒子交互作用。當施加一第一定址脈衝至該電泳介質時，該等第一及第三物種粒子相對於該電場朝一方向移動及該等第二物種粒子相對於該電場朝相反方向移動。當施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝，但具有相同極性)至該電泳介質時，該等第一物種粒子相對於該電場朝該一方向移動，而該等第二及第三物種粒子相對於該電場朝該相反方向移動。當施加一第三定址脈衝(大於該第二定址脈衝，但具有相同極性)至該電泳介質時，該等第一物種粒子相對於該電場朝該相反方向移動，而該等第二及第三物種粒子相對於該電場持續朝該相反方向移動。
本發明亦提供一種能呈現多個不同顏色之電泳顯示器，該顯示器包括一電泳介質及在該電泳介質之相對側上所配置之第一及第二電極。該電泳介質包括一染有一第一顏色之流體；具有負電荷之複數個第一物種散光粒子；具有一第二顏色及正電荷之複數個第二物種非散光粒子；以及具有一第三顏色及正電荷之複數個第 三物種非散光粒子。在該等第一物種粒子與該等第二物種粒子間比在該等第一物種粒子與該等第三物種粒子間具有較小的粒子對交互作用(它可以以上述關於本發明之SC介質及顯示器的方式來調整)(庫倫及吸引性非庫倫)。當施加一第一定址脈衝至該顯示器時，該等第一及第三物種粒子朝該較正電極移動及該第二類型之顏料粒子朝該較負電極移動。當施加一第二定址脈衝(大於該第一定址脈衝)至該顯示器時，該等第一物種粒子朝該較正電極移動或留待在該較正電極之附近及該等第三物種粒子朝該較負電極移動，而該等第二物種粒子留待在該較負電極之附近。當施加一第三定址脈衝(大於該第二定址脈衝)至該顯示器時，該等第一物種粒子朝該較負電極移動。
基於下面所出現之理由，本發明之這些電泳介質及顯示器為了方便起見可以在下面稱為本發明之全彩或FC介質及顯示器。
最後，本發明提供一種電泳介質，其包括一流體、及在該流體中所配置且能在施加一電場至該介質時移動通過該流體之至少一類型的帶電粒子，該介質進一步包括一能對該等帶電粒子提供較正電荷之電荷控制佐劑(charge-control adjuvant)，其中該電荷控制佐劑係羧酸的金屬鹽，其中金屬係選自由鋰、鎂、鈣、鍶、銣、鋇、鋅、銅、錫、鈦、錳、鐵、釩及鋁所組成之群。
此發明延伸至一前平面積層板、雙脫模片、倒置前平面積層板或包括本發明之電泳介質的電泳顯示 器。本發明之顯示器可以使用於任何已使用習知技藝光電顯示器之應用中。因此，例如，本顯示器可以使用於電子書閱讀器、可攜式電腦、平板電腦、手機、智慧卡、標誌(signs)、手錶、貨架標籤(shelf labels)及快閃驅動裝置(flash drive)中。
100‧‧‧電泳顯示器
102‧‧‧透光基板
104‧‧‧薄透光導電層
106‧‧‧聚合物層
108‧‧‧電泳介質層
110‧‧‧積層黏著層
112‧‧‧像素電極
116‧‧‧前板
118‧‧‧背板
200‧‧‧細胞
202‧‧‧電極
204‧‧‧電極
206‧‧‧箭頭
500‧‧‧帶負電粒子
502‧‧‧半微胞材料
504‧‧‧表面束縛負電荷
506‧‧‧帶正電逆微胞
508‧‧‧離子
510‧‧‧逆微胞
700‧‧‧電泳顯示器
704‧‧‧電極
706‧‧‧電泳介質層
708‧‧‧聚合物積層黏著層
710‧‧‧聚合物積層黏著層
712‧‧‧電極
800‧‧‧微膠囊
802‧‧‧帶正電透光洋紅色粒子
804‧‧‧帶負電白色粒子
806‧‧‧流體
810‧‧‧前電極
812‧‧‧後電極、像素電極
902‧‧‧箭頭(白色/黃色)
904‧‧‧箭頭(灰色)
906‧‧‧箭頭(黑色/黃色)
1000‧‧‧微膠囊
1002‧‧‧帶正電帶色粒子
1004‧‧‧帶負電白色粒子
1008‧‧‧帶正電黑色粒子
1010‧‧‧前電極
1012‧‧‧後電極
1100‧‧‧微膠囊
1102‧‧‧帶正電透光洋紅色粒子
1104‧‧‧帶正電透光黃色粒子
1106‧‧‧帶負電散光白色粒子
1108‧‧‧流體
1110‧‧‧接地前電極
1112‧‧‧後電極
所附圖式之第1圖係本發明之電泳顯示器的示意剖面圖。
第2圖係一具有兩個非阻隔電極(non-blocked electrodes)之電泳顯示器的高度示意剖面圖，及顯示在切換期間在電泳流體內之帶電物種的位移。
第3A及3B圖係描述在一電泳介質內之電位為一在施加電場之方向上的距離之函數的曲線圖。
第4圖係相似於第2圖之一具有兩個非阻隔電極之電泳顯示器的高度示意剖面圖，及顯示在電化學產生離子之額外流動下在切換期間帶電物種之位移
第5A及5B圖係一負電荷電泳粒子及周圍流體之示意剖面圖(未以比例來繪製)，及描述關於在該粒子之附近的電荷之傳輸的模式之假設。
第6圖顯示在下述某些實驗中描述一帶負電白色顏料之移動的顯微照片。
第7圖係相似於第2及4圖之一電泳顯示器的高度示意剖面圖，及顯示在電化學產生離子之額外流動下在切換期間之帶電物種的位移。
第8A及8B圖係本發明之一封裝CSP電泳顯示器的示意剖面圖，其顯示在第一及第二定址脈衝下該顯示器之各種光學狀態。
第9圖係顯示能由本發明之一CSP電泳顯示器(例如，第8A及8B圖所示之CSP電泳顯示器)所產生之顏色的曲線圖。
第10A及10B圖係本發明之一封裝SC電泳顯示器的示意剖面圖，其顯示在第一及第二定址脈衝下該顯示器之各種光學狀態。
第11A-11D圖係本發明之一封裝FC電泳顯示器的示意剖面圖，其顯示在第一、第二、第三及相反極性定址脈衝下該顯示器之各種光學狀態。
第12圖係描述在本發明之電泳流體中添加小比例之二(第三丁基)水楊酸鋁(aluminum di(t-butyl)salicylate)做為顏料之充電的電荷控制劑之效果的曲線圖。
第13A及13B圖係顯示如下面範例2所述從本發明之某些顯示器所獲得之顏色的L*b*曲線圖。
第14圖係顯示在下面範例3中對本發明之一顯示器所施加之驅動波形、及結果的L*及b*值之曲線圖。
第15A-15J圖係顯示在下面範例6所述之實驗中所使用之各種波形的曲線圖。
第16A-16J圖係顯示分別使用第15A-15J圖之波形所獲得之L*、a*及b*值為時間之函數的曲線圖。
第17圖係傳統L*a*b*色空間之a*b*平面的繪圖，其顯示在下面範例6所述之實驗中所獲得之顏色的色域。
第18及19圖係相似於第17圖之a*b*平面的繪圖，但是其顯示在下面範例7及8所分別描述之實驗中所獲得之顏色的色域。
第20圖係相似於第14圖之曲線圖，但是其顯示在下面範例9中以一對本發明之一顯示器所施加之修改波形所完成之結果。
第21圖係CIE L*a*b*色空間之L*b*平面的曲線圖，其顯示使用第20圖所示之修改波形所完成之改良色彩。
第22圖係如下面範例9所述之一DC平衡驅動方案的示意圖。
第23圖係如下面範例9所述之顯示一簡單方波波形及結果的脈衝電位之曲線圖。
第24圖係在下面範例9中一用於黑色至黃色變遷之波形的電壓對時間曲線圖。
第25圖係顯示在下面範例9所述之實驗中所獲得之最佳驅動電壓的批次間變動之曲線圖。
第26圖顯示在下面範例9中所使用之數個柵欄波形(picket fence waveforms)的電壓對時間曲線圖。
第27圖係顯示使用第26圖所示之柵欄波形所獲得之白色狀態的L*及b*值之曲線圖。
如上所示，本發明提供各種類型之彩色電泳介質及顯示器。然而，當以一低定址脈衝驅動該介質或顯示器時，所有這些類型之電泳介質及顯示器依賴一朝 一沿著電場之方向移動的帶色粒子，以及當以一較高定址脈衝驅動該介質或顯示器時，所有這些類型之電泳介質及顯示器依賴一朝沿著電場之相反方向移動的帶色粒子。在增加該定址脈衝後該帶色粒子之移動方向的立即顛倒可能是因(像在本發明之CSP介質及顯示器中)在該帶色粒子上之電荷的極性之實際顛倒所造成，或因(像在本發明之SC及FC介質及顯示器中)該帶色粒子在低定址脈衝下形成一具有一第二粒子之聚集體(aggregate)的部分但在高定址脈衝下變成沒有聚集體所造成。
應該注意到，當使用3個相減性原色帶色材料(亦即，青色、洋紅色及黃色)，以呈現混合顏色，而不管是否該3個帶色材料存在於一電泳顯示器之相同或不同堆疊層中時，在被一白色反射器(如果所有3個材料係透光的)或被第三向後散射材料反射回觀看者前，必須經由至少兩個帶色材料選擇性地傳輸光。如下面所更詳細描述，該第三帶色材料可能是透光的或反射的。因此，當在本發明之介質或顯示器中使用3個這樣的相減性原色帶色材料時，該等帶色材料中之至少兩個必需是透光的及不是實質向後散射的。因此，例如，在光向後散射至觀看者，以便呈現像紅色或藍色之顏色前，一意欲吸收綠光之洋紅色顏料必須傳送藍色及紅色光至下面帶色材料。
在沒有吸收(例如)綠色光之區域中，必需從該顯示器之觀看面延伸至使光向後散射至觀看者之位置的光學路徑移除吸收綠色的洋紅色帶色材料。當沒有意 欲看到時，可以藉由在每一像素之區域的只有一部分中集中該帶色材料(因而，減少它的覆蓋力)來完成此帶色材料移除，以及當意欲吸收最大量之光時，在整個像素區域上分布該帶色材料。以下，將在空間上集中一帶色材料，以便減少它的區域覆蓋力，稱為遮閉(shuttering)該材料。在本發明之介質及顯示器中，如從該顯示器之觀看面來看，不是藉由遮閉(shuttering)，而是藉由隱藏在光散料粒子後面，從該光學路徑移除不需要顏料粒子。
這樣一來，本發明之顯示器再現高品質彩色印刷之外觀。通常在一相減性原色彩色系統中使用至少3個著色劑(通常，青色/洋紅色/黃色(CMY)及任選的黑色)來實現這樣的高品質印刷。常常沒有察覺到，一所謂3色CMY印刷系統實際上是一4色系統，第4色係由施加有著色劑之基板(紙或相似者)表面所提供之白色背景，以及該基板表面實施由將該等相減性著色劑所過濾之光反射回觀看者的功能。因為在一實質不透明電泳介質中沒有可比較背景顏色，除非它使用在光柵模式(shutter mode)中，所以一非光柵模式(non-shutter mode)電泳介質應該能調整4個顏色(白色及3原色，該3原色通常是青色、洋紅色及黃色或紅色、緣色及藍色)。任選地，亦可以包含一黑色材料，但是可由靑色、洋紅色及黃色之組合來呈現黑色。
在詳細描述本發明之較佳電泳介質及顯示器前，將提供關於在這樣的介質及顯示器中所使用之材料它們的製備之較佳程序的一些一般性引導。
在製備本發明之介質及顯示器中所使用之材料及程序大體上相似於在習知技藝介質及顯示器中所使用之那些材料及程序。如例如共同讓與美國專利第6,822,782號所述，一種典型電泳介質包括一流體、及在該流體中所配置且能在施加一電場至該流體後立即經由該流體移動(亦即，轉移(translating)，不單單是旋轉)之複數個電泳粒子。該流體通常亦包含至少一電荷控制劑(CCA)、一充電佐劑(charging adjuvant)及一聚合物流變改良劑(polymeric rheology modifier)。現在將個別描述這些不同的成分。
A：流體
該流體包含該等帶電電泳粒子，該等帶電電泳粒子在一電場之影響下經由該流體移動。一較佳懸浮流體具有低介電常數(約2)、高體積電阻率(約1015Ohm．cm)、低黏度(小於5mPas)、低毒性及環境衝擊、低水溶性(如果使用傳統封裝水溶液法(traditional aqueous methods of encapsulation)，則小於10個百萬分之一(ppm)；然而，注意到，對於非封裝或某些微胞(microcell)顯示器可以放寬此要求)、高沸點(大於約90℃)及低折射率(小於1.5)。最後要求係起因於高折射率之散射(通常是白色)顏料的使用，該等散射顏料之散射效率係依該等粒子與該流體間之折射率的失配(mismatch)而定。
像飽和直鏈或支鏈烴、矽油、鹵化有機溶劑及低分子量含鹵素聚合物之有機溶劑為一些有用流體。該流體可以包括單一成分，或者可以是超過一個成分之 混合物，以便調整它的化學及物理特性。亦可以在該流體中包含用於微封裝程序(microencapsulation process)(如果使用的話)之像油溶性單體的反應物或溶劑。
有用的有機流體包括但不侷限於飽和或未飽和烴(例如但不侷限於十二烷、十四烷、在Isopar(註冊商標)系列中之脂肪烴(Exxon,Houston,Texas)、Norpar(註冊商標)(正烷烴液體系列(a series of normal paraffinic liquids))、Shell-Sol(註冊商標)(Shell,Houston,Texas)及Sol-Trol(註冊商標)(Shell)、石腦油以及其它石油溶劑；矽油(例如但不侷限於八甲基環矽氧烷(octamethyl cyclosiloxane)及較聚合物量環矽氧烷(higher molecular weight cyclic siloxanes)、聚甲基苯基矽氧烷(poly(methyl phenyl siloxane))、六甲基二矽氧烷(hexamethyldisiloxane)以及聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane))；乙烯醚(vinyl ethers)(例如環己基乙烯基醚(cyclohexyl vinyl ether)以及Decave(International Flavors & Fragrances,Inc.,New York,NY的註冊商標)；芳香烴(aromatic hydrocarbons)(例如甲苯(toluene))；以及鹵化材料(halogenated materials)(包括但不侷限於四氟二溴乙烯(tetrafluorodibromoethylene)、四氯乙烯(tetrachloroethylene)、三氟氯乙烯(trifluorochloroethylene)、1,2,4-三氯苯(1,2,4-trichlorobenzene)及四氯化碳(carbon tetrachloride)以及 全氟或部分氟化烴(perfluoro-or partially-fluorinated hydrocarbons))。
有利的是在本發明之一些電泳介質中該流體包含一光學吸收染料。此染料必需是可溶解或可分散在該流體中，但是不可溶解在微膠囊之其它成分中。在染料材料之選擇方面具有更大的彈性。該染料可以是一純化合物，或者可以使用染料之混合物，完成一特定顏色，其包括黑色。該等染料可以是螢光的，其將產生螢光特性取決於粒子之位置的顯示。該等染料可以是光活化的、在以可見或紫外光照射後立即變成另一顏色或變成無色、提供用以獲得一光學響應(optical response)之另一手段。染料亦可能是可聚合的，藉由例如熱、光化學或化學擴散製程，在邊界殼(bounding shell)內形成一固態吸收聚合物。
可以在電泳介質中使用許多的染料。重要染料特性包括耐光性(light fastness)、在該流體中之可溶性或可分散性、色彩及成本。該等染料通常選自偶氮(azo)、次甲基偶氮(azomethine)、荧烷(fluoran)、蒽醌(anthraquinone)及三苯甲烷(triphenylmethane)染料之種類及可以在化學上被改良，以便增加它們在該流體中之可溶性及減少它們至粒子表面的吸附。
B：電泳粒子
在本發明之介質及顯示器中所使用之電泳粒子較佳的顏色是白色、黑色、黃色、洋紅色、青色、紅色、綠色或藍色，但是亦可以使用其它(點)顏色。在這 樣的粒子之選擇方面具有更大的彈性。為了本發明之目的，電泳粒子係任何可溶解於該流體中且帶電或能獲得電荷(亦即，具有或能獲得電泳遷移率)之粒子。在一些情況下，此遷移率可能是零或接近零(亦即，該等粒子將不移動)。該等粒子可能是例如非衍生顏料或染色(色澱)顏料，或者任何其它帶電或能獲得電荷之成分。對於電泳粒子之典型考量為它的光學特性、電氣特性及界面化學。該等粒子可能是有機或無機化合物，且它們可能吸收光或散射光，亦即，用於本發明之粒子可能包括散射顏料、吸收顏料及發光粒子。該等粒子可能是復歸反射的或它們可能是電致發光的(例如，硫化鋅粒子)，或者它們可以是光致發光的。
該電泳粒子可能具有任何形狀，亦即，球形、板狀或針狀。散射粒子通常具有高折射率、高散射係數及低吸收係數以及可能是由無機材料(例如，金紅石(rutile)(二氧化鈦(titania))、銳鈦礦(anatase)(二氧化鈦(titania))、硫酸鋇(barium sulfate)、氧化鋯(zirconium oxide)、高嶺土(kaolin)或氧化鋅(zinc oxide))所構成。其它粒子為吸附性的，例如，碳黑或像在塗料及墨水中所使用之彩色有機或無機顏料。亦可以使用反射材料，例如，金屬粒子。有用的粒子直徑可以在10nm高至約10μm之範圍內，但是對於散光粒子，較佳的是，粒子直徑不小於約200nm。
用於該等電泳粒子中之有用的原始顏料包括但不侷限於PbCrO4、Cyan blue GT 55-3295(America Cyanamid Company,Wayne,NJ)、Cibacron Black BG(Ciba Company,Inc.,Newport,Delaware)、Cibacron Turquoise Blue G(Ciba)、Cibalon Black BGL(Ciba)、Orasol Black BRG(Ciba)、Orasol Black RBL(Ciba)、Acetamine Black、CBS(E.I.du Pont de Nemours and Company,Inc.,Wilmington,Delaware，以下縮寫成du Pont)、Crocein Scarlet N Ex(du Pont)(27290)、Fiber Black VF(du Pont)(30235)、Luxol Fast Black L(du Pont)(Solv.Black 17)、Nirosine Base No.424(du Pont)(50415 B)、Oil Black BG(du Pont)(Solv.Black 16)、Rotalin Black RM(du Pont)、Sevron Brilliant Red 3 B(du Pont)；Basic Black DSC(Dye specialties,Inc.)、Hectolene Black(Dye specialties,Inc.)、Azosol Brilliant Blue B(GAF,Dyestuff and Chemical Division,Wayne,NJ)(Solv.Blue 9)、Azosol Brilliant Green BA(GAF)(Solv.Green 2)、Azosol Fast Brilliant Red B(GAF)、Azosol Fast Orange RA Conc.(GAF)(Solv.Orange 20)、Azosol Fast Yellow GRA Conc.(GAF)(13900 A)、Basic Black KMPA(GAF)、Benzofix Black CW-CF(GAF)(35435)、Cellitazol BNFV Ex Soluble CF(GAF)(Disp.Black 9)、Celliton Fast Blue AF Ex Conc(GAF)(Disp.Blue 9)、Cyper Black IA(GAF)(Basic Black 3)、Diamine Black CAP Ex Conc(GAF)(30235)、Diamond Black EAN Hi Con.CF(GAF)(15710)、Diamond Black PBBA Ex(GAF)(16505)；Direct Deep Black EA Ex CF(GAF) (30235)、Hansa Yellow G(GAF)(11680)；Indanthrene Black BBK Powd.(GAF)(59850)、Indocarbon CLGS Conc.CF(GAF)(53295)、Katigen Deep Black NND Hi Conc.CF(GAF)(15711)、Rapidogen Black 3 G(GAF)(Azoic Black 4)；Sulphone Cyanine Black BA-CF(GAF)(26370)、Zambezi Black VD Ex Conc.(GAF)(30015)；Rubanox Red CP-1495(The Sherwin-Williams Company,Cleveland,Ohio)(15630)；Raven 11(Columbian Carbon Company,Atlanta,Ga.)(碳黑聚集有約25μm之粒徑)、Statex B-12(Columbian Carbon Co.)(33μm平均粒徑之爐黑)、Greens 223 and 425(The Shepherd Color Company,Cincinnati,Ohio 45246)；Blacks 1,1G and 430(Shepherd)；Yellow 14(Shepherd)；Krolor Yellow KO-788-D(Dominion Colour Corporation,North York,Ontario；KROLOR為註冊商標)；Red Synthetic 930 and 944(Alabama Pigments Co.,Green Pond,Ala.35074)、Krolor Oranges KO-786-D and KO-906-D(Dominion Colour Corporation)；Green GX(Bayer)；Green 56(Bayer)；Light Blue ZR(Bayer)；Fast Black 100(Bayer)；Bayferrox 130M(Bayer BAYFERROX為註冊商標)；Black 444(Shepherd)；Light Blue 100(Bayer)；Light Blue 46(Bayer)；Yellow 6000(First Color Co.,Ltd.,1236-1,Jungwang-dong,Siheung-city,Kyonggi-do,Korea 429-450)、Blues 214 and 385(Shepherd)；Violet 92(Shepherd)；以及chrome green。
該等電泳粒子亦可能包括色澱(laked)或染色 (dyed)顏料。色澱顏料為上面沉澱有染料或受污損之粒子。色澱(lakes)為可容易溶解的陰離子染料之金屬鹽類。這些為偶氮(azo)、三苯甲烷(triphenylmethane)或包含一個或一個以上磺酸或羧酸(sulphonic or carboxylic acid)基團之蒽醌(anthraquinone)結構的染料。它們通常以鈣、鋇或鋁鹽沉澱至一基板上。典型範例為peacock blue lake(C1 Pigment Blue 24)及Persian orange(C1 acid Orange 7的色澱)、Black M Toner(GAF)(沉澱在色澱上之碳黑與黑染料的混合物)。
較佳的是，該等3個相減性原色(黃色、洋紅色及青色)之顏料具有高消光係數及充分小粒徑，以致於入射光為實質非散射。
本發明之特別較佳原始顏料粒子為美國專利第8,270,064所述之黑色尖晶石(black spinels)；二氧化鈦(titania)，其較佳地具有二氧化矽、氧化鋁或氧化鋯塗層；紅色：Pigment Red 112、Pigment Red 179、Pigment Red 188及Pigment Red 254；綠色：Pigment Green 7；藍色：Pigment Violet 23；黃色：Pigment Yellow 74、Pigment Yellow 120、Pigment Yellow 138、Pigment Yellow 139、Pigment Yellow 151、Pigment Yellow 155及Pigment Yellow 180；洋紅色：Pigment Violet 19、Pigment Red 52：2及Pigment Red 122；青色：Pigment Blue 15：2、Pigment Blue 15：3、Pigment Blue 15：4及Pigment Blue 15：6。
可能相關之額外的顏料特性為粒徑分佈及耐光性(light fastness)。可以在本發明中使用複合粒子(亦即，合併較小顏料粒子或染料之聚合物粒子)。顏料可能如下所述是經表面官能化處理的或可能在沒有官能化(functionalization)下使用。
早已知道，可以藉由在該等粒子之表面上吸附各種材料或將各種材料化學性鍵結至這些表面，以修改電泳粒子之物理特性及表面特性；見美國專利第6,822,782號，特別是，第4欄第27行至第5欄第32行。此同一美國專利表示具有最佳用量之應該被沉積的聚合物(在該等改良粒子中之聚合物的比例太大，造成粒子之電泳遷移率的不良的減少)及用以在粒子上形成塗層之聚合物的結構係重要的。
C：電荷控制劑
本發明之電泳介質通常包含一電荷控制劑(CCA)，以及可能包含一電荷導向器(charge director)。這些電泳介質成分通常包括低分子量界面活性劑、聚合物劑或一個或一個以上成分之混合物、以及用以穩定或修改電荷在電泳粒子上之符號及/或大小。該CCA通常是一包括離子性或其它極性基團(以下，稱為頭部基(head groups))的分子。較佳地，使該等正或負離子性頭部基中之至少一者附著至一在下面稱為尾部基(tail group)之非極性鏈(non-polar chain)(通常是一烴鏈(hydrocarbon chain))。認為該CCA在內相(internal phase)中形成逆微胞(reverse micelles)及小總數之帶電逆微胞 而在通常被用做電泳流體之完全非極性流體中造成導電率。
逆微胞包括一可能具有1nm至數十奈米之大小(及可能具有球形、圓柱形或其它幾何形狀)之被該CCA分子之非極性尾部基包圍的高極性核心(polar core)(其通常包含水)。已廣泛地研究逆微胞，特別是在像油/水/界面活性劑混合物之三元混合物方面。一個範例為例如在Fayer et al.,J.Chem.Phy.,131,14704(2009)中所述之異辛烷/水/AOT混合物。在電泳介質中，通常可以區分3個相：一具有表面之固態粒子、一以極小液滴(逆微胞)之形式分佈的高極性相(highly polar phase)、及一包括該流體之連續相(continuous phase)。在施加一電場後，該等帶電粒子及該等帶電逆微胞可以立即移動通過該流體，以及因此，具有兩條導電的平行路徑通過該流體(該流體本身通常具有微小導電率)。
認為該CCA之極性核心藉由對表面之吸附影響表面上之電荷。在一電泳顯示器中，這樣的吸附可能是對電泳粒子之表面或一微膠囊之內壁(或其它固相，例如，一微胞之壁)，以形成相似於逆微胞之結構，這些結構在下面稱為半微胞(hemi-micelles)。當一離子對之一離子比另一離子更強地附著至表面(例如，藉由共價鍵結)時，半微胞與未束縛逆微胞間之離子交換能造成電荷分離，其中較強束縛離子保持與該粒子相連及較弱束縛離子變成被合併於一自由逆微胞之核心中。
形成該CCA之頭部基的離子性材料亦可能在粒子(或其它)表面引發離子對形成。因此，該CCA可能實施兩個基本功能：在該表面上之電荷產生及從該表面之電荷分離。該電荷產生可能由酸鹼(acid-base)、或存在於該CCA分子中或併入該逆微胞核心或流體之某些部分與粒子表面間的離子交換反應所造成。因此，有用的CCA材料為能參與這樣的反應或任何在該項技藝中所已知之充電反應的那些CCA材料。
可用於本發明之介質中的非限定種類之電荷控制劑包括有機硫酸鹽或磺酸鹽(organic sulfates or sulfonates)、金屬皂(metal soap)、嵌段或梳狀共聚物(block or comb copolymers)、有機醯胺(organic amides)、有機兩性離子(organic zwitterions)、以及有機磷酸鹽及膦酸鹽(organic phosphates and phosphonates)。有用的有機硫酸鹽或磺酸鹽包括但不侷限於雙(2-乙基己基)磺酸基琥珀酸鈉(sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate)、十二烷基苯磺酸鈣(calcium dodecylbenzenesulfonate)、石油磺酸鈣(calcium petroleum sulfonate)、中性或鹼性二壬基萘磺酸鋇(neutral or basic barium dinonylnaphthalene sulfonate)、中性或鹼性二壬基萘磺酸鈣(neutral or basic calcium dinonylnaphthalene sulfonate)、十二烷基苯磺酸鈉鹽(dodecylbenzenesulfonic acid sodium salt)、及月桂基硫酸銨(ammonium lauryl sulfate)。有用的金屬皂包括但不侷限於鹼性或中性石油磺酸鋇(basic or neutral barium petronate)、石油磺酸鈣(calcium petronate)、羧酸(例如，環烷酸(naphthenic acid)、辛酸(octanoic acid)、油酸(oleic acid)、棕櫚酸(palmitic acid)、硬脂酸(stearic acid)、肉豆蔻酸(myristic acid))之鈷、鈣、銅、錳、鎂、鎳、鋅、鋁及鐵的鹽、及其類似物。有用的嵌段或梳狀共聚物包括但不侷限於(A)以對甲苯磺酸甲酯(methyl p-toluenesulfonate)來四級化之甲基丙烯酸2-(N,N-二甲基胺基)乙酯(2-(N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate)的聚合物、與(B)聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)(poly(2-ethylhexyl methacrylate))之AB二嵌段共聚物，以及以具有約1800之分子量的聚(12-羥基硬脂酸)(poly(12-hydroxystearic acid))之油溶性尾部基懸在聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸)(poly(methyl methacrylate-methacrylic acid))之油溶性錨定基團上的梳狀接枝共聚物。有用的有機醯胺/胺包括但不侷限於像OLOA 371或1200(可從Chevron Oronite Company LLC,Houston,Tex.購得)或Solsperse 17000(可從Lubrizol,Wickliffe購得，OH：Solsperse為註冊商標)之聚異丁烯丁二醯亞胺(polyisobutylene succinimides)、以及N-乙烯吡咯啶酮聚合物(N-vinylpyrrolidone polymers)。有用的有機兩性離子包括但不侷限於卵磷脂(lecithin)。有用的有機磷酸鹽及膦酸鹽包括但不侷限於具有飽和及不飽和酸取代基(saturated and unsaturated acid substituents)之磷酸鹽化的單甘油酯及二甘油酯(phosphated mono-and di-glycerides)的鈉鹽。CCA之有用的尾部基包括像在 200-10,000範圍內之分子量的聚異丁烯(poly(isobutylene))之烯烴聚合物。該等頭部基可以是磺酸、磷酸或羧酸(sulfonic,phosphoric or carboxylic acids)或醯胺(amides)，或者像一級、二級、三級或四級銨基(primary,secondary,tertiary or quaternary ammonium groups)之胺基(amino groups)。
如下面所更詳述描述，用於本發明之介質中的電荷佐劑可以加偏壓於電泳粒子表面上之電荷。這樣的電荷佐劑可以是布忍斯特或路易士酸或鹼(Bronsted or Lewis acids or bases)。
可以添加粒子分散穩定劑，以防止粒子凝聚或附著至膠囊或其它壁或表面。對於用做電泳顯示器中之流體的典型高電阻率液體，可以使用非水性界面活性劑。這些包括但不侷限於乙二醇醚(glycol ethers)、炔屬乙二醇(acetylenic glycols)、烷醇醯胺(alkanolamides)、山梨醇衍生物(sorbitol derivatives)、烷基胺(alkyl amines)、四級胺(quaternary amines)、咪唑啉(imidazolines)、二烷基氧化物(dialkyl oxides)及磺基丁二酸酯(sulfosuccinates)。
D：聚合添加劑
如美國專利第7,170,670號所述，可藉由在該流體中包含一具有超過約20,000之數平均分子量的聚合物，改善電泳介質之雙穩定性，此聚合物實質上在電泳粒子上係非吸收的；為此目的，聚異丁烯(poly(isobutylene))為一較佳聚合物。
並且，如例如美國專利第6,693,620號所述，一在它的表面上具有固定電荷之粒子在一周圍流體中建立一具有相反電荷之電雙層(electrical double layer)。該CCA之離子性頭部基可與在電泳粒子表面上之帶電基團成離子對，以形成一層固定或部分固定帶電物種。在此層外面為一包括帶電(逆)微胞之擴散層，該等帶電(逆)微胞包括在該流體中之CCA分子。在傳統DC電泳中，一施加電場在固定的表面電荷上施加一力及在移動的相對電荷上施加一相反力，以致於在該擴散層內發生滑動及該粒子相對於該流體移動。在滑動面之電位稱為界達電位(zeta potential)。
在關於膠體科學(colloid science)之大部分教科書中涵蓋在一流體中之帶電粒子的電泳運動。見例如，Hiemenz,P.C.and Rajagopalan,R.,Principles of Colloid and Surface Chemistry,3rd ed.,Marcel Dekker,NY,1997。在電泳顯示器之所感興趣的系統中，介電常數通常是低的(在2-10之範圍內)，以及離子數係少的。在此體系中，下面方程式成立：
其中ζ為界達電位；q為在粒子上之淨電荷；ε0為真空介電常數；εr為介電常數；以及a為粒子半徑。注意到，具有~50mV之界達電位及~150nm之半徑的粒子在介電常數2之介質中因而只具有約10個電荷單位之淨電荷。
此結束電泳介質及顯示器之成分的一般討論。現在將參考所附圖式來描述本發明之較佳電泳介質及顯示器。
所附圖式之第1圖係包括一封裝電泳介質之本發明的電泳顯示器(通常以100來標示)之示意剖面圖；這樣的顯示器及其製造方法被描述於美國專利第6,982,178中。該顯示器100包括一透光基板102，通常是一透明塑膠膜，例如，一片約25至200μm厚之聚對苯二甲酸乙二酯(poly(ethylene terephthalate))(PET)。雖然未顯示於第1圖中，該基板102(如第1圖所示，它的上表面形成該顯示器之觀看面)可以包括一個或一個以上附加層，例如，一用以吸收紫外線之保護層、用以防止氧氣或水分進入該顯示器之阻障層、及用以改善該顯示器之光學特性的反反射塗層。
該基板102承載一充當該顯示器之前電極的薄透光導電層104。層104可以包括一在可見光譜範圍內具有電磁輻射之最小固有吸收之導電材料的連續塗層，例如，氧化銦錫(ITO)、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸酯)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate))(PEDOT：PSS)、石墨烯(graphene)、及其類似者，或者可以是一不連續層之材料，例如，銀(在形式方面，例如，奈米線或印刷格子)或碳(例如，奈米管之形式)，其吸收或反射可見光，但它們是在該層整體上為有效透明之表面覆蓋下存在。
如以下更詳細地說明，一電泳介質層(通常以108來標示)經由一或多個任選聚合物層106與該導電層104接觸。該電泳介質108係顯示為一包括複數個微膠囊之封裝電泳介質。該等微膠囊可以保持在一聚合物黏合劑(polymeric binder)中。在施加一電場橫跨該層108後，在其內之帶負電粒子立即朝正電極移動及帶正電粒子立即朝負電極移動，以便該層108對於經由該基板102觀看該顯示器之觀看者來說顯得改變顏色。
雖然該顯示器100被描述為具有一封裝電泳層108，但是這不是本發明之必要特徵。層108可以被封裝或包括密封或未密封微胞(micro-cells)或微杯(micro-cups)，或者可以是未封裝的。當該層為未封裝時，該電泳內相(該等電泳粒子及流體)可能位於兩個平面電極間，該等平面電極中之至少一者為透光的。可以藉由間隔物之使用來控制該等電極間之間隔，該等間隔物可能具有肋(ribs)或珠(beads)之形狀。在另一情況中，可以藉由包含該內相之微膠囊的使用來控制該間隔；該內相可能位於該等膠囊內或外。在該等微膠囊內或外之該內相沒有必要是相同的，但是在某些情況下，這是較佳的。例如，如果使用包含與在膠囊外之內相相同的內相的該等膠囊做為間隔物，則該等間隔物之存在可能比較不容易被該顯示器之觀看者識別(因為內部及外部之內相將切換至至少實質相同顏色)。
如美國專利第6,982,178及7,012,735號所述，該顯示器100進一步包括一覆蓋該電泳層108之積 層黏著層(layer of lamination adhesive)110。該積層黏著層藉由結合兩個次總成(亦即，一包括一陣列之像素電極112及一連接該等像素電極來驅動電路之適當配置的導體之背板118，與一包括支撐該透明電極104、該電泳層108、該積層黏著層110及像聚合物層106之任選附加組件之該基板102的前板116)使一光電顯示器之建構成為可能。為了形成該最後顯示器，藉由積層黏著層110使該前板116積層至該背板118。可以藉由熱或光化輻射(例如，藉由UV硬化)硬化該積層黏著層，或者可以不硬化該積層黏著層。
因為該積層黏著層110係在從該等背板電極112至該前電極104之電路徑中，所以必需小心地使它的電氣特性合適。如美國專利第7,012,735號所述，除了聚合物材料外，該積層黏著層還可以包括一離子性摻質，它可以是一選自鹽類、多元電解質、聚合物電解質、固態電解質、導電金屬粉末、鐵磁性流體、非反應性溶劑、導電有機化合物、及其組合之添加劑。本發明之封裝電泳介質的體積電阻率通常為約1010Ohm．cm，以及其它光電介質之電阻率通常具有相同級數之大小。於是，該積層黏著層之體積電阻率在該顯示器之操作溫度下通常為約108至1012Ohm．cm，該操作溫度通常為約20℃。
聚合物層106可以是一具有相似於該積層黏著層110之特性的積層黏著層(見例如，美國專利第7,839,564號)，不同之處在於：因為該聚合物層106相鄰於該非像素化透光共用電極104，所以它的導電率可 能比該積層黏著層110的導電率高，該積層黏著層110係相鄰於該等像素化背板電極112及無法像這樣導電來造成從一背板電極流至它的相鄰者之顯著電流，在那時，它們在該顯示器之切換期間保持在不同電位。如前述美國專利第6,982,178號所詳述，當聚合物層106為一積層黏著層時，它可以用以在該前板之製造期間固定電泳層108至前電極104。
第2圖示意地描述可能發生在一細胞(cell)(通常以200來標示)中所包含之本發明的電泳介質內之帶電材料的通量，以回應一藉由電極202及204所施加之電場。通常將在該電泳流體中之移動帶電物種表示為帶電粒子P+及P-及帶電(逆)微胞RM+及RM-。在一電場之施加後，該等帶電物種立即移動，以及如它們這樣做時，屏蔽在該細胞之內部中的電場。如果阻擋該等電極(亦即，該等電極沒有允許電化學電流之通道)，則該等帶電物種堆積在電極界面上，直到在該等電極間之中點上的電場下降至零為止。此極化過程(polarization process)可被認為是界面電容藉由通過該電泳內相之傳導來充電(但是，熟習該項技藝人士將察覺到，情況比此基本圖片所暗示的更複雜，因為中性逆微胞至帶電微胞的游離會造成電荷在該內相中之產生)。
可使用偏微分方程式之Poisson-Nernst-Planck系統來模型化在一具有阻擋電極之像第2圖中所述的配置中之帶電物種的移動。使用Butler-Volmer-Frumkin方程式，可將在該等電極之電化 學反應的效果併入這樣的模型中。第3A及3B圖顯示這樣的模型化之結果，以及描述在使兩個電極分離之一電泳內相內的電位為離一第一電極之距離的函數。第3A圖顯示在阻擋該等電極的情況下此電位隨著時間之進展；一大電位降在該等電極界面處形成，而在該細胞之中心處的電位梯度變成零。因此，在該細胞之極化後，電泳粒子(及逆微胞)之淨流動停止，因為漂移與熱擴散彼此平衡。注意到，如果在完全極化後，使該等電極都接地(或處於一共用電位)，則該內相將經歷一等於且相反於最初所施加電場之電場。此將導致在該介質上之任何影像的抹除(所謂的反饋(kick-back)問題)。
第3B圖描述電化學反應(電荷注入)會發生在該等電極界面之情況。在此情況下，在一初始極化後，在該等電極之附近的電場變成足夠高，以便朝在該內相中之分子與該等電極間之兩個方向傳送電子。材料係在陽極處氧化及在陰極處還原。假設具有相鄰於該等電極之氧化還原活性材料的充分供應，一穩態電流在該細胞200中流動(以及在該細胞之中心的電位梯度為非零的)。
第4圖係相似於第2圖之示意剖面圖，但是描述電化學反應發生在該等電極界面之情況(剛剛參照第3B圖所描述的)。在第4圖中，顯示一單極電化學電流；亦即，在一電極產生離子及在另一電極消耗離子。因此，在該陽極204處，物種A失去一電子而產生一質子，如箭頭206所示，該質子行進通過該內相至該陰極202，其中它被還原成一中性氫物種，在第4圖中顯示為H，它可能是氫氣。
相信(但是本發明絕不受限於此看法)，在本發明之電泳介質中發生的電化學反應中之一為水電解。在純水中，水氧化發生在該陽極及產生質子，因此：陽極(氧化)：H2O → 1/2O2+2H++2e- (2)
在陰極，還原質子，以產生氫(或其它氫自由基生成物)：陰極(還原)：2H++2e- → H2 (3)
如第4圖之粗箭頭206所示，在水的消耗下，這些電化學反應之淨效果從該陽極傳送質子至該陰極。注意到，質子之單極(單向)傳送係朝相反於該等帶負電逆微胞及顏料之行進的方向。
如上所述，本發明提供一種電泳介質，其包括一流體、及在該流體中所配置之至少一第一物種之粒子，該第一物種之粒子使得當施加一第一電場至該介質有一第一期間，因而施加一第一定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於該電場朝一方向移動，但是當施加一具有相同於該第一電場之極性的第二電場至該介質有一第二期間，因而施加一大於該第一定址脈衝之第二定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於該電場朝相反方向移動。為了提供本發明之較佳了解，下面提供關於該等顏料粒子如何可能以一第一定址脈衝朝一第一方向(即，表現成好像該等粒子帶有一負電極)、及以一第二較高定址脈衝朝一第二方向(即，表現成好像該等粒子帶有一正電極)移動之假設，但是本發明絕不受限於此假設。
第5A圖顯示一具有4個電荷單位之淨電荷的帶負電粒子500，其在一電化學電流之不存在下，朝第5A圖之虛線箭頭的方向移動。在該粒子500上吸附一層高介電常數之半微胞材料(hemi-micellar material)502。第5A及5B圖沒有以比例來繪製，以及以像同心橢圓之理想化形狀來顯示該粒子及吸附層的形狀。事實上，該吸附層很可能被極化，以及事實上可能不是一連續層，亦不是固定厚度的。
該層材料502可能具有一和逆微胞中之核心材料相似的成分、及包含水。描述4個表面束縛(或表面吸附)負電荷504，係合併於該高介電常數層502中。這4個電荷之相對離子形成朝相反於該粒子在一電場中之方向的方向移動之非附著的微胞擴散層(未顯示)，因為這些電荷超出包圍該粒子之流體滑動殼(hydrodynamic slip envelope)。這是在包含逆微胞帶電物種之低介電常數懸浮液體中的電泳運動之正常狀況。
如第5B圖所示，當大部分由逆微胞所攜帶之電流流經該內相時，認為該情況是不同的。這樣的電流可能因在該等電極上之電化學反應或因從鄰接該內相之層的電荷之位移所造成。認為主要是由一符號之電荷載體攜帶該電流；此可能由特別電化學反應(如上所述)或由相反極性之電荷載體的不同遷移率所引起。在第5B圖中，假設當在中性或酸性pH之水電解的情況下，該等電荷載體主要是帶正電的。
如上所述，很可能由帶電逆微胞或帶電電泳粒子來達成在高非極性流體內之傳導。因此，很可能經由在微胞核心中之流體運送或在電泳粒子上吸附任何電化學產生的質子(或其它離子)。在第5B圖中，顯示一帶正電逆微胞506接近該粒子500，以及朝相反於該粒子500在該內相之極化期間所行進之方向的方向行進。一接近一更大粒子之逆微胞在沒有互相作用下可能行經該粒子，或者可能被合併於在相反帶電粒子周圍之電雙層中。該電雙層包括具有增強相對離子濃度之電荷的擴散層及在該粒子上之半微胞表面吸附塗層；在後者情況下，該逆微胞電荷變成與在該滑動殼內之粒子相關連，該滑動殼如上所述定義該粒子之界報電位。因此，雖然帶正電離子之電化學電流正在流動，但是假設帶負電粒子可能因離子(例如，在第5B圖中之離子508)經由在微胞核心中之流體的運送驅動在粒子表面上之離子性交換的類型而變成朝一較正電荷偏向。進一步假設如第5B圖之逆微胞510所示，一逆微胞可能從該粒子開始生成。因此，在該粒子上之淨電荷為該電化學電流之大小及一靠近該粒子表面之正電荷的滯留時間(residence time)之函數。此滯留時間可能受到以下因素影響：粒子大小、它的表面化學、及在流體中的半微胞和吸附在粒子表面的半微胞的化學性質。
第6圖係描述意欲藉由追蹤粒子運動來證實上述所說明之假設的一實驗之結果的顯微照片。第6圖顯示在一玻璃表面上所配置之梳狀電極(interdigitated electrodes)，其分隔有25μm間隙。以做為一邊界之該等梳狀電極及做為第二邊界之一片平板玻璃來建構一細胞。在該兩個邊界間放置一內相，該內相包括一流體(Isopar V)、一CCA(Solsperse 17000)以及帶有負電荷且具有約-40mV之界達電位的複數個塗有白色(散光)聚合物的二氧化鈦粒子；實質上，如在美國專利第6,822,782號之範例28中所述，製備該塗有聚合物之二氧化鈦。當使一電極接地及它的鄰近電極處於+40V時，該等白色粒子聚集在該較正電極。當增加該電壓(及相應地增加電流)時，該等白色粒子朝該較不正電極移動，直到在+160V時大部分白色粒子聚集在該較不正電極之附近為止。由於所使用之實驗細胞的厚度，在此實驗中所使用之電壓比在一商用電泳顯示器中所需要之電壓更高，該商用電泳顯示器使用一更薄電泳介質層。
第7圖係相似於第4圖之一具體化上述原理的電泳顯示器(通常以700來標示)之示意剖面圖。一電泳介質層706夾在聚合物積層黏著層708與710間；如果將一(封裝)內相液體直接塗至電極704及712中之一上，則只需使用單一積層黏著層。以粗箭頭來描述流經該裝置之電化學電流。如上所述，可以以移動離子性物種摻雜該等積層黏著層，以及沒有必要以一共用離子攜帶在該陽極712與該陰極704間流動之(單極)電流。因此，顯示陽離子物種B+越過該積層黏著層710與該電泳層706間之邊界，其中B+可能是一質子或另一正離子。同樣地，顯示離子C+越過該電泳層706與該積層黏著層 708間之邊界。又，C+可能是一質子或另一陽離子。在該陽極704本身，顯示一質子被還原，但這不是本發明之基本特徵。
如上所述，在該裝置中流動之電流在本處沒有必要是電化學的本發明中；假如一包括離子B+及C+之流動的位移電流為單極的，該位移電流可足以造成該等帶負電粒子之反方向運動。上述論點(假設該電化學或位移電流在帶正電離子中係單極的，以及因而能造成帶負電粒子之方向反轉)應用至帶負電離子中之一單極電化學電流，在此情況下，是帶正電粒子反轉方向。然而，實際上，已發現到操縱帶負電粒子之方向反轉是比較容易。
再者，該電流之單極性質不是本發明之需求，但是如果採用一單極電流，比較容易了解所觀看到之現象(例如，第6圖所記錄之行為)。
現在將更詳細描述本發明之電泳介質及顯示器的各種實施例、以及使用它們來形成彩色影像。在這些實施例中，利用下面切換機制：(A)傳統電泳運動，其中具有相關電荷(表面束縛或吸附)之粒子在一電場中移動；(B)傳統競賽粒子(racing particles)，其中較高界達電位之粒子比較低界達電位之粒子移動快(如例如美國專利第8,441,714號及在此所引用之早期專利所述)；(C)相反符號之粒子間的庫倫聚集(Coulombic aggregation)，以致於該聚集體在沒有一電化學(或位移) 電流下依據它的淨電荷在一電場中移動，但是其中藉由以該電化學(或位移)電流對在該等粒子中之至少一者上的電荷之調整來使該聚集體分散；(D)因電化學(或位移)電流造成至少一物種之粒子的運動之方向的反向。
用以驅動本發明之顯示器的波形可以使用至少4個不同方法中之任何一個或一個以上方法來調變對該顯示器所提供之電脈衝：(i)脈衝寬度調變，其中改變一特定電壓之脈波的持續時間；(ii)工作週期調變，其中提供一連串脈衝，依據所需脈衝來改變它的工作週期；(iii)電壓調變，其中依據所需脈衝來改變所供應之電壓；以及(iv)對一AC波形施加之一DC電壓偏移(該AC波形本身具有淨零脈衝)。
使用這些方法中之哪一個方法係依所使用顯示器之預定應用及確切形式而定。如上所述，在此之術語脈衝係用以表示在定址一介質或顯示器期間施加電壓相對於時間之積分。並且，如上所述，為了一(通常帶負電)物種之粒子之方向的改變或庫倫聚集體之解聚散(disaggregation)，需要某一特定電化學或位移電流，以及因此，當施加一高脈衝至一顯示器的介質時，該定址電壓必需足以提供這樣的電流。可以藉由較低電壓或藉由在相同較高電壓之定址時間的縮減來提供較低脈衝。 如上所述，具有一極化相位(polarization phase)，在該極化相位期間電化學電流不是處於它們的最大值，以及在此極化相位期間，該等粒子依據它們的原始電荷(native charge)(亦即，在施加任何定址電壓至該介質或顯示器前，它們所帶有之電荷)來移動。因此，在高電壓下定址之低脈衝定址理想上係用於一像使該電泳介質極化，但沒有造成高穩態電流流動之持續時間。
第8A及8B圖係顯示單一微膠囊800(在另一選擇中，可以使用一密封或未密封微胞或其它相似封閉體(enclosure))之各種可能狀態的示意剖面圖，該微膠囊800包含一以黃色染料染色之流體806(未帶電黃色粒子可以取代該黃色染料)。在該流體806中配置帶正電透光洋紅色粒子802及帶負電白色粒子804。如第8A及8B圖所述，在微膠囊800之上側為一實質透明前電極810，它的上表面(如所述)構成該顯示器之觀看面，而在微膠囊800之相反側為一後電極或像素電極812。在第8A及8B圖中，以及在後面相似圖中，將假設該前電極810保持在接地電位(但是這不是本發明之基本特徵，以及此電極之電位的變化在一些例子中可能是受期望的，例如，以提供較高電場)，以及藉由改變該後電極812之電壓來控制横跨微膠囊800之電場。
第8A圖描述當以一低脈衝驅動時，該微膠囊800之兩個可能狀態。在這樣的低脈衝下，該等粒子802及804經歷傳統電泳運動。如第8A圖之左手側所示，當該後電極812處於一正電壓時，該等白色粒子804 朝該後電極812移動，而該等洋紅色粒子802相鄰於該前電極810，以致於該微膠囊800顯示由該等洋紅色粒子與在該等白色粒子提供之白色背景下所觀看到之該黃色染料的組合所造成之紅色。如第8A圖之右手側所示，當該後電極812處於一負電壓時，該等白色粒子804移動成相鄰於該前電極810，以及該微膠囊800顯示白色(該黃色流體806與該等洋紅色粒子802被該等白色粒子804遮蔽)。
第8B圖描述當以一高脈衝驅動時，該微膠囊800之兩個可能狀態。在這樣的高脈衝下，該等洋紅色粒子802持續經歷傳統電泳運動。然而，該等白色粒子804經歷電荷反向及行為宛如它們是帶正電的。於是，如在第8B圖之左手側所示，當該後電極812處於一正電壓時，該等洋紅色粒子802相鄰於該前電極810，但是該等白色粒子804亦朝該前電極移動及直接配置沉積在該等洋紅色粒子下方，以致於該微膠囊800顯示洋紅色(將從該觀看面穿過且通過該等洋紅色粒子802之光，從該等白色粒子804經由該等洋紅色粒子802反射回去且經由該觀看面出去；該等白色粒子804遮蔽該黃色流體806)。如第8B圖之右手側所示，當該後電極812處於一負電壓時，該等白色粒子804朝該後電極812移動及配置在該等洋紅色粒子802上方，所以該微膠囊顯示黃色(從該觀看面穿過之光被該黃色流體806過濾，及從該等白色粒子804經由該黃色流體806反射回去且經由該觀看面出去；該等白色粒子804遮蔽該等洋紅色粒 子802)。因此，在低定址脈衝下產生互補色對(complementary color pair)白色/紅色，而在高定址脈衝下產生色對(color pair)黃色/洋紅色。
顯著地，帶色粒子與染料之其它組合可取代第8A及8B圖中所使用之該等白色及洋紅色粒子與該黃色染料。在本發明的那些特別較佳實施例中，一染料或粒子具有相加性原色(additive primary colors)中之一，以及另一染料或粒子具有互補相減性原色(complementary subtractive primary color)。因此，例如，該染料可能是青色及該兩個粒子為白色及紅色。此組合所提供之4種狀態為白色與黑色(在低脈衝驅動下)以及紅色與青色(在高脈衝驅動下)。相似地，可以一起使用染料及粒子之綠色/洋紅色及藍色/黃色組合與一白色粒子。
第9、10A及10B圖描述意欲提供黑色、白色及單一點彩之本發明的另一實施例。在這樣的顯示器中期望能提供白色與黑色間、白色與點彩間、及黑色與點彩間之中間灰階。第10A及10B圖描述一種顯示器，其中該點彩為黃色。
第9圖係顯示可從此類型之顯示器獲得之CIE L*(明度)及CIE C*(色度)值的曲線圖。該顯示器可被寫成黑色、白色及點彩(假定黃色)，以及可獲得灰色(箭頭904)、黑色/黃色(箭頭906)及白色/黃色(箭頭902)之中間狀態。對於像除了黑色及白色外還提供具有點(高亮度)彩之電子書閱讀器的應用，重要的是文字及影像可獲得這些中間狀態。
第10A及10B圖示意地描述本發明之一顯示器的各種可能狀態。此顯示器包括一微膠囊1000，其具有一接地前電極1010(如所述，它的上表面提供該顯示器之觀看面)及一後電極1012。所有這些完整物(integers)係實質相同於第8A及8B圖中之相應完整物。然而，在該微膠囊1000內之流體沒有被染色，但是在其內已配置3個物種之粒子，亦即，帶正電黑色粒子1008、帶正電帶色粒子1002(被描述成黃色)、及帶負電白色粒子1004。該等黃色粒子1002係透光的及較佳地為實質非散射的。電荷係顯示在該等粒子1002、1004及1008上，其分別以+2、-3及+8來表示，但是這些只是為了描述用及並非用以限制本發明之範圍。
黑色粒子1008帶有一聚合物塗層(在第10A及10B圖中以粗輪廓來顯示)。黃色粒子1002不帶有聚合物塗層或帶有比等黑色粒子1008所帶之聚合物塗層低之該等粒子的每單位面積之覆蓋率的聚合物塗層，以及白色粒子1004亦不帶有聚合物塗層，或帶有比該等黑色粒子1008所帶之聚合物塗層低之該等粒子的每單位面積之覆蓋率的聚合物塗層。在該等黑色粒子1008上之聚合物塗層確保在該等黑色粒子1008與該等白色粒子1004間維持一間隔，以致於該等粒子1004及1008間所形成之任何庫倫聚集體足夠弱，而可以被一低定址脈衝分散。另一方面，在該等黃色粒子1002及該等白色粒子1004上沒有聚合物或具有微量聚合物，使這兩個類型之粒子間能有更強聚集，以致於該聚集體沒有被一低定址 脈衝分散，但是如下面所更詳細描述，可被一高定址脈衝分散。
更通常，需要藉由該聚合物塗層之最智選擇調整哈梅克常數(Hamaker constant)(它是兩個粒子間之凡得瓦交互作用的強度之量度，該對電位係與哈梅克常數成正比及與該兩個粒子間之距離的6次方成反比)及/或粒子間間隔，以致於在該等白色粒子與該等黑色粒子間具有比在該等白色粒子與該黃色粒子間小之粒子對交互作用(庫倫與吸引性非庫倫兩者)。
這些粒子間交互作用之效果為：在沒有一定址脈衝之情況下，或者在具有一低定址脈衝之情況下，在該等黃色粒子1002與該等白色粒子1004間形成庫倫聚集體，以及兩者一起行進成為一弱帶負電單元。因此，在沒有一電化學或位移離子性電流之情況下，在該微膠囊1000流體內之內相的作用宛如它包含正黑色粒子及負黃色粒子。另一方面，在高脈衝驅動條件下，藉由像上述電化學或位移產生的正離子之通量移動該等白色粒子1004及(可能)該等黃色粒子1002至一較正帶電狀態，以及使該等白色與黃色粒子間所形成之庫倫聚集體的強度變弱。電場現在足以使該兩種類型之粒子分離，以致於該等黃色粒子1002與該等黑色粒子1008現在朝該較負電極移動，而該等白色粒子1004(雖然比它們在沒有一電流經過該內相之情況具有較弱的帶負電)仍然朝該較正電極遷移。
在第10A及10B圖中顯示這些變化之效果。第10A圖之左手側顯示該微膠囊1000在低脈衝驅動條件下且該後電極1012相對於該前電極1010是正的。該等黑色粒子1008遷移至該前電極1010，而該白色粒子/黃色粒子聚集體(它們在低脈衝驅動下保持原封不動)遷移至該後電極1012。該等黑色粒子遮蔽該等白色及黃色粒子，以致於該微膠囊顯示黑色。第10A圖之右手側顯示該微膠囊1000在低脈衝驅動條件下，但該後電極1012相對於該前電極1010是負的。該等黑色粒子1008遷移至該後電極1010，而該等白色粒子/黃色粒子聚集體遷移至該前電極1010。該微膠囊1000因而顯示黃色。
另一方面，第10B圖之左手側顯示該微膠囊1000在高脈衝驅動條件下且該後電極1012相對於該前電極1010是正的。該等高脈衝驅動條件使該等白色粒子/黃色粒子聚集體分裂，以致於該等白色、黃色及黑色粒子皆彼此獨立地移動。於是，該等黑色及黃色粒子移動成相鄰於該前電極1010，而該等白色粒子移動成相鄰於該後電極1012，以及該微膠囊顯示黑色；該等透光黃色粒子沒有影響此狀態之黑色，因為該等吸光黑色粒子吸收所有在該觀看面上入射之光及亦用以遮蔽該等白色粒子。第10B圖之右手側顯示該微膠囊1000在高脈衝驅動條件下，但該後電極1012相對於該前電極1010是負的。該等黑色及黃色粒子移動成相鄰於該後電極1012，而該等白色粒子移動成相鄰於該前電極1010，以及遮蔽該等黑色及黃色粒子。因此，該微膠囊顯示白色。
因此，在低脈衝驅動條件下，可在黑色與黃色狀態間切換該微膠囊1000，而在高脈衝驅動條件下，可在黑色與白色狀態間切換該微膠囊。
用以顯示該點彩(第10A圖中之黃色)及灰階之驅動序列係如下。在該背板為正下使用一高脈衝驅動條件(第10B圖之左手側)，驅動該顯示器成黑色。然後，在該背板為負下使用一低脈衝驅動條件(第10A圖之右手側)，驅動該顯示器成黃色(沿著第9圖之箭頭906)。從該黃色狀態，在該背板為負下之高脈衝驅動(第10B圖之右手側)產生一白色狀態(沿著第9圖之箭頭902)。最後，在一低脈衝驅動條件及該背板為正(第10A圖之左手側)下從白色狀態驅動可提供灰階，順便至黑色(沿著第9圖之箭頭904)。
所附圖式之第11A-11D圖描述一使用第8A、8B、10A及10B圖所示之顯示器的原理之顯示器的各種狀態，以及用以提供一顯示器之3種不同位準的驅動脈衝，在該顯示器中每一微膠囊能顯示黑色及白色以及相加性原色及相減性原色(紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色及黃色)。在第11A-11D圖中，顯示粒子電荷只是為了描述用，以及絕對沒有限制本發明之範圍。
第11A-11D圖顯示一具有一接地前電極1110(如所述，它的上表面提供該顯示器之觀看面)及一後電極1112之微膠囊1100。所有這些完整物係實質相同於第8A、8B、10A及10B圖中之相應完整物。該微膠囊1100包含一以青色染料染色之流體1108。該流體1108 在其中只配置3個物種之粒子，亦即，帶正電透光洋紅色粒子1102、帶正電透光黃色粒子1104及帶負電散光白色粒子1106。該洋紅色粒子1102帶有一聚合物塗層，而該等白色及黃色粒子1104及1106不帶有聚合物塗層或只帶有一薄聚合物塗層。於是，在低脈衝驅動條件下，如第11A圖所示，該微膠囊1100以一完全類似於第10A及10B圖所示之微膠囊1000的方式在該等白色及黃色粒子一起在一帶負電聚集體中行進下動作，以及可在深藍色(見第11A圖之左手側)與黃色(見第11A圖之右手側)狀態間切換該微膠囊1100。(該深藍色狀態係因光從該觀看面進入、穿過該青色流體、從該等白色粒子反射及向後穿過該青色流體及該等洋紅色粒子所造成)。因為該等白色及黃色粒子聚集在一起，以及提供比在該等黃色粒子位於觀看者與該等白色粒子間之情況下可獲得者弱之黃色，所以可以使用一極短脈波之較高脈衝(不足以顛倒該等洋紅色及白色粒子之位置)，使該等白色粒子與該等黃色粒子分離，進而能有一較佳黃色(或者在第11A圖之左手側所示的狀態中，一較佳藍色)。在第11A-11D圖所示之本發明的實施例中，最弱顏色很可能是對具有較低正電荷之粒子的補色(在第11A-11D圖中，這些粒子是該等黃色粒子及因此，弱顏色為藍色)。
在中脈衝驅動條件(見第11B圖)下，該微膠囊亦以一完全類似於第10B圖之高脈衝驅動條件的方式動作；使該等白色粒子與該等黃色粒子間之聚集體分裂，以及所有三個物種之粒子獨立地行進，以致於在黑 色(見第11B圖之左手側)與白色(見第11B圖之右手側)狀態間切換該微膠囊。第10B及11B圖間之唯一差異為在後者中，該黑色狀態係由該等洋紅色及黃色粒子配置成相鄰於該前電極1110以及光穿過這些粒子且穿過該青色流體1108所造成。
當更進一步增加該驅動脈衝(見第11C圖)時，該等白色粒子之行為宛如它們是帶正電的，以及所有三個顏料朝該較負電極遷移，以致於從該較負電極向外形成連續洋紅色、黃色及白色層(參見第8B圖)。該等結果所顯示的顏色為紅色(見第11C圖之左手側；藉由光穿過該等洋紅色及黃色粒子、從該等白色粒子反射及向後穿過該等洋紅色及黃色粒子產生該顏色)及青色(見第11C圖之右手側；藉由光穿過該青色流體1108、從該等白色粒子反射及向後穿過該青色流體產生該顏色)。
藉由第11D圖所示之所謂極性反向狀態(polarity reversal states)產生該微膠囊1100之最後兩個顏色。為了產生在第11D圖之左手側所示之綠色狀態，先在該後電極1112為正之情況下以一中位準脈衝驅動該微膠囊，以產生第11B圖之左手側所示之狀態，接著，使該後電極反向至負極性，以及仍然用一中位準脈衝，施加該負極性有一足以促使該等高帶電洋紅色粒子移動通過該等黃色及白色粒子之時段，直到它們相鄰於該後電極及該微膠囊呈現在第11D圖之左手側所示之狀態為止。在此狀態中，進入該觀看面之光穿過該青色流體及該等黃色粒子、從該等白色粒子反射(該等白色粒子遮蔽 該等洋紅色粒子)以及向後穿過該等黃色粒子及該青色流體，以致於該微膠囊顯示綠色。
同樣地，藉由在該後電極1112為負之情況下先以一中位準脈衝驅動該微膠囊以產生第11B圖之右手側所示的狀態，然後使該後電極反向至一正極性以及仍然使用一中位準脈衝，施加該正極性有一足以促使該等高帶電洋紅色粒子移動通過該等黃色及白色粒子之時段，直到它們相鄰於該前電極及該微膠囊呈現第11D圖之右手側所示之狀態為止，以產生第11D圖之右手側所示之洋紅色狀態。在此狀態中，進入該觀看面之光穿過該等洋紅色粒子、從該等白色粒子反射(該等白色粒子遮蔽該等黃色粒子)以及向後穿過該等洋紅色粒子，以致於該微膠囊顯示洋紅色。
本發明之電泳介質包括一流體及至少下面額外成分：(a)第一及第二粒子，其帶有相反極性之電荷；通常，該等粒子中之至少一者(一般是兩者)帶有一聚合物表面塗層，但是如上所述，沒有排除以其它方式控制粒子-粒子交互作用的可能性。例如，第11A-11D圖所示之微膠囊1100包括帶負電白色粒子及帶正電洋紅色粒子。該非白色粒子較佳地為實質非散射的(亦即，透光的)及屬於該等相減性原色中之一(黃色、洋紅色或青色)；(b)一第三粒子，其可能或可能沒帶有一聚合物表面塗層(或用以控制粒子-粒子交互作用之其它處理)，該聚合物表面塗層具有比該第一及第二粒子之聚合物表面塗 層低之該粒子的每一單位面積之質量覆蓋率(mass coverage)。更通常的是，藉由該(等)聚合物塗層之明智選擇來調整Hamaker常數及/或粒子間距，以致於在該第一類型之粒子與該第二類型之粒子間比在該第一類型之粒子與該第三類型之粒子間具有小的粒子對交互作用(庫倫力及吸引非庫倫力)。例如，第11A-11D圖所示微膠囊包括帶正電黃色粒子。該第三粒子較佳地為實質非散射的(亦即，透光的)及屬於不同於該第一或第二顏料之顏色的該等相減性原色中之一；(c)一染料，其可溶解或可分散於該流體中及屬於該第三相減性原色；例如，第11A-11D圖所示之微膠囊1100包括一青色染料；(d)至少一電荷控制劑；(e)一充電佐劑(charging adjuvant)；以及(f)一聚合物穩定劑。
在本發明之一較佳實施例中，該第一(白色)粒子為一像已附著有一聚合物材料之二氧化鈦的矽醇官能化散射材料(silanol-functionalized scattering material)；該第二粒子為一像已如下所述經塗佈之二甲基喹吖酮(dimethylquinacridone)的帶正電洋紅色材料，以及該第三顏料為(如果是青色)一像可從BASF購得且未經塗佈之Heliogen(註冊商標)Blue D 7110 F的銅酞菁(copper phthalocyanine)材料，或(如果是黃色)一像亦未經塗佈之Pigment Yellow 180的有機顏料。
在此較佳實施例中之染料為一烴(Isopar E)可溶解材料，其可能是一像Sudan I或Sudan II或其衍生物的偶氮染料(azo dye)。如下面範例所示，亦可以使用像次甲基偶氮(azomethine)(黃色及青色係可輕易獲得的)之其它烴可溶解染料或該項技藝所熟知之其它材料。以下面結構呈現一用於本發明之介質中的特別較佳青色染料：
其中R為一分支或未分支烴鏈，其包括可能飽和或未飽和之至少6個碳原子。期望使用染料之混合物，例如，具有不同R基團之上述化學式的兩個或兩個以上染料之混合物。這樣的混合物之使用可以在該烴流體中提供較佳可溶性，同時仍然允許以再結晶來純化個別染料分子。在下面範例5中描述這些染料之製備。
對於上述切換，可能沒有理想地配置在具有單一CCA(例如，Solsperse 17000)下的不同粒子之界達電位。可附加一第二(或共同)CCA至該電泳介質，以調整該等不同粒子之界達電位。該共同CCA之小心選擇可以允許一粒子之界達電位的變更，同時實質使其它粒子之界達電位保持不變，此允許該等不同粒子在切換期間 的電泳速度與該等粒子間交互作用的嚴格控制。第12圖係顯示在添加有小比例之酸性材料(Bontron E-88，其可從Orient Corporation,Kenilworth,NJ購得及被製造商陳述為二第三丁基水楊酸的鋁鹽(aluminum salt of di-t-butyl salicylic acid))的Isopar E中存有Solsperse 17000之情況下的4個粒子之界達電位的變化之曲線圖。該酸性材料之添加將許多粒子(但不是全部)之界達電位移至較正值。從第12圖可看出，1%的酸性材料及99%的Solsperse 17000(以該兩個材料之總重量為基礎)將Pigment Yellow 180之界達電位從約-5mV移至約+20mV。相同比例之酸性材料的添加將一塗有聚合物之白色粒子(如美國專利第7,002,728號所述來製備)的界達電位從約-45mV改變至約-20mV。然而，該鋁鹽之添加沒有大大地改變洋紅色顏料之界達電位。一像該鉻鹽之Lewis酸性材料是否改變一特定粒子的界達電位將取決於該粒子之表面化學的細節而定。
一鹼性共同CCA(例如，OLOA 371，可從Chevron Corporation,Sam Ramon,CA購得)之添加將不同顏料之界達電位移至較負值。
現在提出下面範例(但只是描述用)，以顯示用以製備本發明之介質及電泳顯示器的特別較佳材料、製程、條件及技術之細節。
範例1
此範例描述在所附圖式之第8圖中所述之類型的兩粒子帶色流體電泳顯示器之製備。
部分A：洋紅色顏料分散液之製備
在甲苯中使Ink Jet Magenta E 02 VP2621(可從Clariant,Basel,Switzerland購得)(15g)分散。將該結果分散液轉移至一500mL圓底燒瓶中且該燒瓶已以氮氣除去其中氣體。接著，使該反應混合物處於42℃，以及在溫度平衡後，立即添加4-乙烯基芐基氯化物(4-vinylbenzylchloride)及允許反應在42℃及氮氣下攪拌一整夜。允許該結果反應混合物冷卻至室溫及接著受離心作用，以使該官能化顏料分離。以甲苯(3×250mL)清洗該離心塊狀物(centrifuge cake)，產生以一附著有一聚合物鏈的乙烯基團來官能化之14.76g的洋紅色顏料。
這樣在甲苯中以音波處理(sonication)使該乾化顏料分散及在輥磨機(roll mill)上輾壓它，以及將該結果分散液轉移至一配有大磁性攪拌棒之兩頸500mL圓底燒瓶，以及將該燒瓶放入一保持在65℃之預熱矽油浴。將甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)添加至該燒瓶，安裝一維格勒蒸餾柱(Vigreux distilling column)做為一空氣冷凝器，以及以一橡膠隔片關閉該燒瓶之第二頸。以氮氣清洗該系統有至少1小時，以及接著，將在甲苯中之AIBN(2,2'-azobis(2-methylpropionitrile))的溶液一次全部注入該反應燒瓶。在65℃下大力地攪拌該反應混合物一整夜，接著倒入一1L塑膠離心瓶，以甲苯稀釋及在4500RPM下受離心作用有30分鐘。以甲苯清洗該離心塊狀物一次及再次使該混合物在4500RPM下受離心作用有30分鐘。倒出上澄液(supernatant)及在一 70℃真空烘箱中使該結果顏料乾化一整夜，接著以研缽及杵來研磨它以及使它在Isopar E中分散，以形成20重量%之分散液，其中使該分散液經音波處理及在輥磨機(roll mill)上輾壓該分散液有至少24小時(或如需要話，更長)。經由織布篩(fabric mesh)過濾該結果分散液，以移除任何大的粒子，以及測量所移除之樣本及它的固體含量。
部分B：內相之製備
使在上面部分A中所製備之洋紅色顏料分散液(在Isopar E中之13.92g的14%w/w分散液)與83.07g的60%w/w Isopar E分散液之二氧化鈦(如前述美國專利第7,002,728號所述，塗有聚合物)、在Isopar E中之7.76g的20%w/w Solsperse 17000溶液、在Isopar E中之分子量1,270,000的15% w/w聚異丁烯(poly(isobutylene))溶液(此聚異丁烯充當一影像穩定劑；見美國專利第7,170,670號)、具下面化學式之0.575g的Sudan 1：
(可從Acros Organics,New Jersey購得)及5.82g之Isopar E結合。在一機械輥筒(mechanical roller)上使該結果混合物分散一整夜，以產生一準備用於封裝且具有304.7pS/cm之導電率的內相。
部分C：微封裝(microencapsulation)
依照美國專利第7,002,728號所述之程序封裝在部分B中所製備的內相。該結果封裝材料以沉降來離析、以去離子水來清洗及以篩選來分離大小。使用Coulter Multisizer之膠囊大小分析顯示該等結果膠囊具有40μm之平均大小及超過85%的總膠囊體積是在具有20至60μm間之期望大小的膠囊中。
部分D：顯示器之製備
以氫氧化銨溶液(ammonium hydroxide solution)調整在上述部分C中所產生之篩選膠囊至pH9及移除多餘的水。然後，使該等膠囊濃縮及拋棄上澄液。使該等濃縮的膠囊與一水性聚胺基甲酸酯黏合劑(aqueous polyurethane binder)(以相似於美國專利申請案公開第2005/0124751號所述之方式製備)以1個重量份的黏合劑對15個重量份的膠囊之比率來混合，接著，加入及完全混合Triton X-100界面活性劑及羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose)，以提供漿料。
使用一棒式塗佈機，將這樣製備之膠囊漿料塗佈至一具有125μm厚度之聚對苯二甲酸乙二酯(poly(ethylene terephthalate))(PET)的塗有氧化銦錫(ITO)之表面上，以及在60℃使該塗佈膜乾化。個別地，將一摻雜有四乙銨基六氟磷酸鹽(tetraethylammonium hexafluorophosphate)做為一導電摻質之聚胺基甲酸酯(polyurethane)黏著層塗佈至一脫模片上，以及將該結果PET膜/黏著次總成積層至如上述美國專利第7,002,728 號所述之塗佈膠囊的頂部。移除該脫模片及將該結果多層結構積層至一石墨後電極上，以產生一實驗單像素顯示器，其從它的觀看面依序包括該PET膜、一ITO層、一膠囊層、一積層黏著層及該石墨後電極。
部分E：光電測試
使用一對該石墨後電極(同時使該前ITO電極接地)所施加之如下面所規定的從零偏移之±30V及50Hz的方波AC波形來切換該等結果顯示器(例如，5V偏移將提供+35/-25V之50Hz方波振盪)。下面表1顯示對於該顯示器之指示顏色狀態所獲得之不同波長下的反射率(百分比)。
紅色/白色切換之DC偏移為±10V。在此情況下，該等白色及洋紅色顏料移動通過該黃色的染色流體。該紅色狀態係在白色背景下由洋紅色(吸收綠色)顏料及黃色(吸收藍色)染料之觀看所造成。洋紅色/黃色切換之DC偏移為±60V。如上面第8圖所述，當白色顏料朝該帶負電後電極移動離開該顯示器之觀看面時，獲得黃色。
總之，在低施加電場下，該白色顏料之行為宛如它是帶負電的，其在該後電極處於一相對低負電壓時，被驅動至該前電極，以及在450nm(該染料所吸收之 波長)下提供高反射率；在較負施加後電極電壓下，該白色顏料朝該後電極移動，行為宛如它是帶正電的、暴露該染料及減少在450nm下之反射率。
範例2
此範例描述在所附圖式之第10A和10B圖中所述之類型的三粒子未染色的流體電泳顯示器之製備。
部分A：黃色顏料分散液之製備
使一黃色顏料(可從Clariant,Basel,Switzerland購得之Novoperm Yellow P-HG)與Isopar E及在Isopar E中之Solsperse 17000溶液結合，以及藉由使用Szegvari Attritor(註冊商標)type 01-HD,size 01在650rpm下以0.4-0.6mm玻璃珠大力地研磨有1小時來使該混合物分散，以提供一黃色顏料分散液。
部分B：白色顏料分散液之製備
如前述美國專利第7,002,728號所述，以矽烷處理二氧化鈦。如美國專利申請案公開第2011/0012825號所述，以單體及聚合起始劑(polymerization initiator)處理該結果經矽烷處理白色顏料，以產生一塗有聚合物之白色顏料，使它與Isopar E結合，以產生一白色顏料分散液。
部分C：黑色顏料分散液之製備
在水中碾磨一黑色顏料(可從Shepherd Color Company,Cincinnati,OH購得之BK444或BK20C920)成約300nm(對於BK444)或500nm(對於BK20C920)之粒子大小。以類似於美國專利第6,822,782號所述之方式使用 N-[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]-N’-(4-乙烯基芐基)乙二胺雙氫氯化物(N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-N’-(4-vinylbenzyl)ethylenediamine bishydrochloride)(可從United Chemical Technologies購得)來表面官能化該碾磨顏料。熱重量分析(Thermogravimetric analysis,TGA)表示對於BK444有4-10%揮發(有機)材料及對於BK20C920有1.1-1.3%揮發材料之存在。接著將甲基丙烯酸月桂酯塗層設置在如美國專利第6,822,782號所述之顏料上。藉由TGA，對於BK444而言最後的顏料顯示15-25%揮發材料，對於BK20C920而言最後的顏料顯示4-6%揮發材料。
部分D：電泳介質之製備
使上面部分A中所製備之黃色顏料分散液(1.91g)與在上面部分C中由BK444所製成之黑色分散液(0.92g)、在上面部分B中所製備之白色分散液(4.95g)、可從Esprix Technologies,Sarasota,FL購得之3,5-二-第三丁基水楊酸鋁(aluminum 3,5-di-tert-butylsalicylate)(在Isopar E中之0.1g的1%w/w溶液)、相同於上述範例1之聚異丁烯(poly(isobutylene)(在Isopar E中之0.46g的15%w/w溶液)及1.66g的Isopar E結合。使該結果混合物經音波處理及加熱至42℃有30分鐘，以產生一電泳介質，其在一具有240pS/cm之導電率的烴流體中包括該3個顏料。
部分E：光電測試
細胞(a)：製備一由兩個50mm×55mm玻璃板所構成之平行板細胞，每一玻璃板塗有ITO之透明導電 塗層。將在上面部分D中所製備之電泳介質(15μL)分配至該下玻璃板之塗有ITO的面上，及接著將該上玻璃板放置在該電泳介質上，以致於該ITO塗層與該流體接觸。然後，藉由固定至該等上玻璃板及下玻璃板之塗有ITO側的導電銅帶之使用來電連接至該細胞。
細胞(b)：除了藉由一聚合物頂塗層(overcoat)之施加(使用#7 Mayer rod棒塗在丙酮中之聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate))(PMMA)的溶液，以提供一約0.5μm厚之乾式塗層)來阻擋在該等玻璃板之每一者上的導電ITO塗層之外，如上面對於細胞(a)所述製備細胞(b)。
使用下面表2所示之工作週期序列，在對該下電極施加之±30、15及7.5V的電壓下(同時使該上電極接地)，以一由10Hz頻率之方波所構成之波形電驅動細胞(a)及(b)，其中前面是在±30V、10Hz、6×1秒持續時間下且具有0.05、0.1、0.2、0.4、0.8及1之工作週期的一組交替脈波列(shake-up pulse trains)。
當電驅動細胞(a)及(b)時，獲得反射光譜，其結果分別顯示於第13A及13B圖中。從這些圖可看出，在該等電極未被阻擋之細胞(a)中，該細胞能提供黑色、白色及黃色狀態(在第13A及13B圖中，b*之較正值表示增加的黃色著色，而L*之較正值表示增加的明度。相較下，在細胞(b)中，該等電極被阻擋且最少電流通過，所以沒有看到白色狀態(沒有高L*及低b*之狀態)；簡單地在黑色與黃色狀態間切換該細胞。
範例3
此範例描述在所附圖式之第10A及10B圖中所述之類型的另一三粒子未染色流體電泳顯示器之製備。
由下面成分製備一內相(按重量計)：
白色顏料(來自範例2部分B)：29.7%
黑色顏料(來自範例2部分C)：6.0%
黃色顏料(來自範例2部分A)：3.0%
Solsperse 17000：2.0%
二-第三丁基水楊酸鋁：0%
聚異丁烯(如在範例1及2中)：1.05%
然後，如美國專利第7,002,728號所述，封裝這樣所製備之內相。該等結果膠囊係以沉降來隔離、以去離子水來清洗、及以篩選來分離大小。使用Coulter Multisizer之膠囊大小分析顯示該等結果膠囊具有40μm之平均大小及超過85%的總膠囊體積是在具有20至60μm間之期望大小的膠囊中。然後，將該等膠囊轉變成 如上面範例1部分D所述之具有石墨後電極的單像素實驗顯示器。
使用第14圖(顯示相對於一接地正電極之後電極電壓)所示之波形，驅動這樣所構成之顯示器。該波形依序由下列所組成：-15V之1秒脈波、+15V之1秒脈波、及從50ms至400ms以增量50ms在長度上變化的-15V之測試脈波。並且，第14圖顯示在驅動該顯示器時所測量之L*及b*值。在該測試脈波期間，該顯示器從黑色經由黃色切換至白色(如第9圖之箭頭906及902所示)，而在該+15V脈波期間，該顯示器從白色切換至黑色(如第9圖之箭頭904所示)。
範例4
此範例描述在所附圖式之第11A至11D圖中所述之類型的三粒子染色流體電泳顯示器之製備。
部分A：青色顏料分散液之製備
使一青色顏料(可從BASF,Ludwigshafen,Germany購得之Irgalite Blue GLVO)與Isopar E及Solsperse 17000之溶液結合，以及藉由在650rpm下以0.4-0.6mm玻璃珠大力地研磨有1小時來使該混合物分散，以提供一青色顏料分散液。
部分B：電泳介質之製備
由下面成分製備一電泳介質(按重量計)：
白色顏料(來自範例1部分B)：29.7%
洋紅色顏料(來自範例1部分A)：1.3%
青色顏料(來自上述部分A)：0.75%
Sudan Yellow染料0.75%
Solsperse 17000：2.0%
二-第三丁基水楊酸鋁：0.02%
聚異丁烯(如在範例1-3中)：1.05%
將該結果流體載入上面範例2所述之細胞(a)，以及使用上面表2所示之工作週期序列，在對該後電極施加之±10、15、20及40V的電壓下(同時使該前電極接地)，以一由30Hz頻率之方波所構成之波形來定址該結果流體。
分光光度分析該測試細胞所反射之光，以及記錄CIE L*a*b*至SNAP顏色標準的最接近點(closest approaches)。在下面表3中顯示這些值(a*及b*)。可看出，該電泳流體能分辨全部的原色(CMYRGBKW)。
範例5
此範例描述在本發明之電泳介質及顯示器中有用的一組青色染料之製備。
部分A：第一青色染料之製備
此範例之部分以下面反應來描述一青色染料之製備：
其中R表示C12H25烷基。該反應係改寫自美國專利第5,122,611號中之範例3。
將4-溴-N-十二烷基-1-羥基-2-萘醯胺(4-bromo-N-dodecyl-1-hydroxy-2-naphthamide)、二氯甲烷(dichloromethane)(DCM)及乙醇(ethanol)加入一配有回流冷凝器及磁性攪拌棒之二頸500mL圓底燒瓶。將在去離子水中之N,N-二乙基對苯二胺硫酸鹽(N,N-diethyl-p-phenylenediamine sulfate salt)、及在去離子水中之碳酸鉀(potassium carbonate)加入該結果反應混合物，接著，將在去離子水中之過硫酸銨(ammonium persulfate)加入該結果反應混合物。在室溫下攪拌該反應混合物有30分鐘，以及然後，將它倒入一大的分液漏斗及使它分離。以DCM萃取該水性層，以及以去離子水清洗該等有機層。使該結果有機相在減壓下濃縮，以及以DCM及甲醇(methanol)經由再結晶純化所產生之原料。
該染料在Isopar E溶液中具有648nm之λmax，ε=28,100Lmol-1cm-1。在4℃下該染料在Isopar E中之溶解度為1.2wt%。
部分B：第二青色染料之製備
此範例之此部分描述藉由3-步驟反應順序來製備一青色染料：
此反應順序之第一步驟係改寫自Huang,Y.；Luedtke,R.R.；Freeman,R.A.；Wu,L.；Mach,R.H.J.Med.Chem.2001,44,1815-1826，以及第三步驟係改寫自美國專利第5,122,611號。
步驟1：
將1-羥基-2-萘甲酸(1-hydroxy-2-naphthoic acid)、吡啶溴過溴化合物(pyridinium bromide perbromide)及醋酸(acetic acid)加入一配有頂置式攪拌器之1L圓底燒瓶。使該結果反應混合物在室溫下攪拌一整夜，然後，過濾，以及以去離子水清洗、在真空下乾化及在沒有純化下使用該結果固體。
步驟2：
將4-溴-1-羥基-2-萘甲酸(4-bromo-1-hydroxy-2-naphthoic acid)及N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide)(DMF)加入一250mL圓底燒瓶。一旦使該酸溶解，將1-羥基苯并三唑水合物(1-hydroxybenzotriazole hydrate)及N-(3-二甲胺丙基)-N’-乙基碳化二亞胺氫氯化物(N-(3-dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride)加入該燒瓶。最後，將油烯基胺(oleylamine)經由一注射器加入該燒瓶。在室溫下攪拌該結果反應混合物5天，然後，將它倒入去離子水及以二氯甲烷(dichloromethane)(DCM,3×100mL等份)來萃取它。使該等有機相與10wt%鹽酸溶液(hydrochloric acid solution)(4×100mL)結合及以它來清洗該等有機相。形成一固體及從該有機層濾出該固體。透過一矽膠塞(silica plug)過濾該有機層及使該生成物在減壓下濃縮(48%產率)。
步驟3：
將4-溴-1-羥基-N-油烯基-2-萘醯胺(4-bromo-1-hydroxy-N-oleyl-2-naphthamide)、DCM及乙醇(ethanol)加入一配有回流冷凝器及磁性攪拌棒之二頸500mL圓底燒瓶。將在去離子水中之N,N-二乙基對苯二胺硫酸鹽(N,N-diethyl-p-phenylenediamine sulfate salt)及在去離子水中之碳酸鉀(potassium carbonate)加入該結果反應混合物，接著，將在去離子水中之過硫酸銨(ammonium persulfate)加入該結果反應混合物。在室溫 下攪拌該反應混合物有30分鐘，以及然後，將它倒入一大的分液漏斗及使它分離。以DCM萃取該水性層，以及以去離子水清洗該等結合有機層。使該結果有機相在減壓下濃縮，以提供一原料，其中以DCM做為洗提液經由矽膠層析(silica gel chromatography)純化該原料。
該結果染料在Isopar E溶液中具有622nm之λmax，ε=25,800Lmol-1cm-1。在4℃下該染料在Isopar E中之溶解度為3.9wt%。
範例6
此範例描述在所附圖式之第11A-11D圖中所述之類型的三粒子染色流體電泳顯示器之製備。
部分A：黃色顏料分散液之製備
使一黃色顏料(可從Clariant,Basel,Switzerland購得之Novoperm Yellow P-HG)與Isopar E及在Isopar E中之Solsperse 17000的溶液結合，以及藉由使用Szegvari Attritor type 01-HD,size 01在650rpm下以0.4-0.6mm玻璃珠大力地研磨有1小時來使該混合物分散，以提供一黃色顏料分散液。
部分B：洋紅色顏料分散液之製備
在甲苯中使Ink Jet Magenta E 02 VP2621(可從Clariant,Basel,Switzerland購得)分散成10% w/w。將該顏料分散液轉移至一500mL圓底燒瓶中且以氮氣除去該燒瓶中之氣體，以及使該溶液處於42℃。一旦達到此溫度，立即添加4-乙烯基芐基氯化物(4-vinylbenzylchloride)及在42℃及氮氣下攪拌該結果 反應混合物一整夜。允許該結果生成物冷卻至室溫及受離心作用，以使該官能化顏料離析。在甲苯(3×250mL)中清洗該離心塊狀物，以產生該功能化洋紅色顏料。
如前述美國專利第7,002,728號所述，以甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)塗佈這樣所製備之洋紅色顏料。接著，使該最後顏料與Isopar E結合，以產生一洋紅色顏料分散液，該洋紅色顏料分散液係透過一200微米篩膜(mesh film)來過濾及它的固體含量被測定為15.9%。
部分C：白色顏料分散液之製備
如在上面範例2部分B中產生一二氧化鈦分散液。
部分D：電泳介質之製備及光電測試
混合在上面部分A中所製備之黃色顏料分散液(0.65g)、在上面部分B中所製備之洋紅色分散液(0.83g)、在上面部分C中所製備之白色分散液(3.22g)、在上面範例5部分A中所製備之青色染料(0.10g)、3,5-二-第三丁基水楊酸鋁(aluminum 3,5-di-tert-butylsalicylate)(在Isopar E中之0.07g的1%w/w溶液)、分子量600,000之聚異丁烯(poly(isobutylene)(在Isopar E中之0.31g的15%w/w溶液)及1.26g的額外Isopar E。使該結果混合物經音波處理及加熱至42℃有30分鐘，以產生一具有74pS/cm之導電率的電泳介質。
將該電泳介質載入上面範例2所述之第一測試細胞中。當以第15A-15J圖所示之波形驅動該後電極，同時使該前電極接地時，獲得反射光譜。第16A-16J圖顯示分別使用第15A-15J圖之波形所完成之光學狀態(繪製成L*、a*及b*對時間之曲線圖)。光譜儀之取樣率為20Hz，所以沒有記錄在每一波形之開始時在重置脈波期間的光暫態。
在第15A-15F圖中，所使用之波形係由一連串±30V或±15V之快速振盪重置脈波所構成，接著以-30V(第15A圖)、-15V(第15B圖)、-7.5V(第15C圖)、+30V(第15D圖)、+15V(第15E圖)或+7.5V(第15F圖)之固定後電極驅動1.5秒。第15G-15J圖所示之波形係屬於不同的類型，其包括同一連串±30V或±15V之快速振盪重置脈波，但是使用該波形之一驅動部分，其中該後電極電壓在正與負電壓間交替，在正與負脈衝間之零電壓處停止。該等脈波為±30V(第15G圖)及±15V(第15H圖)。第15I及15J圖之波形實質上分別為第15G及15H圖之波形的相反形式，從這樣意義上來說，在第15G及15H圖中，驅動順序為正-零-負-零-正-零-負-零等，而在第15I及15J圖中，驅動順序為負-零-正-零-負-零-正-零等。
從第16A-16C圖可看出，第15A-15C圖之波形的結果為b*在所有3個情況中開始於正值，以及在該脈波持續時移至負值，而a*保持相當固定；因此，該顯示器從(微綠的)黃色色調變成青色色調，在著青色的白 色時穿越零點。第15C圖之波形產生一幾乎白色狀態。這些結果與上面參照第11A-11C之右手側所提出之切換機制一致。相較之下，關於第15D-15F圖之正驅動波形，第16D-16F圖顯示從深藍色狀態(b*為約-10)切換至紅色狀態(a*為+22；b*為+10)的顯示，以及第15F圖之波形產生一幾乎黑色狀態。這些結果與上面參照第11A-11C圖之左手側所提出的切換機制一致。
第16G及16H顯示第15G及15H圖之反向波形促使該顯示器在洋紅色狀態(後電極為正的)與綠色狀態(後電極為負的)間振盪；使用第15H圖之波形，獲得最佳洋紅色。同樣地，第16I及16J顯示第15I及15J圖之反向波形促使該顯示器在綠色狀態(後電極為負的)與紅色/洋紅色狀態(後電極為正的)間振盪；使用第15J圖之波形，獲得最佳綠色。第15G/15H圖之波形與第15I/15J圖之波形間的差異(每一波形在正與負的驅動脈衝間交替)為：重置列在第15G/15H圖之波形中開始及結束於負脈衝，以及在第15I/15J圖之波形中開始及結束於正脈衝。因此，起始點在第15G/15H圖之波形中具有一淨負脈衝，及在第15I/15J圖之波形中具有一淨正脈衝。該起始淨負脈衝對洋紅色之偏愛勝於對綠色之偏愛，而該起始淨正脈衝對綠色之偏愛勝於對洋紅色之偏愛。
第17圖係由第15A-15J圖之波形所獲得之所有顏色的a*/b*平面之繪圖，以及從該圖可看出，本發明之電泳顯示器提供所有的原色。
範例7
此範例描述在所附圖式之第11A-11D圖中所述之類型的第二三粒子染色流體電泳顯示器之製備。
部分A：青色顏料分散液之製備
使一青色顏料(可從Clariant,Basel,Switzerland購得之Hostaperm Blue BT-617-D)(26g)與Isopar E(70g)及Solsperse 17000之溶液(在Isopar E中之70g的20% w/w溶液)混合，以及藉由在650rpm下以0.4-0.6mm玻璃珠大力地研磨有1小時來使該結果混合物分散，以提供一青色顏料分散液。
部分B：電泳介質之製備及光電測試
由下面成分來製備一電泳介質(按重量計)：
白色顏料(來自範例3部分C)：29.7%
洋紅色顏料(來自範例1部分A)：2.1%
洋紅色顏料(來自上述部分A)：0.75%
Automate Yellow染料(Dow Chemical)0.75%
Solsperse 17000：0.785%
二-第三丁基水楊酸鋁：0.01%
聚異丁烯(如在範例1-3中)：1.05%
將該結果流體放置在上面範例2所述之細胞(a)中，以及以第15A-15J所示之波形驅動該結果流體。第18圖係所有獲得顏色之a*b*平面的繪圖，其相似於第17圖之a*b*平面的繪圖。從第18圖可看出，除了紅色以外，此電泳介質提供所有原色。
範例8
此範例描述在所附圖式之第11A-11D圖中所述之類型的第三三粒子染色流體電泳顯示器之製備。
由下面成分來製備一內相(按重量計)：
白色顏料(來自範例3部分C)：29.7%
洋紅色顏料(來自範例1部分A)：3.0%
黃色顏料(來自範例2部分A)：2.5%
青色染料(來自範例6部分A)：1.5%
Solsperse 17000：1.24%
二-第三丁基水楊酸鋁：0.01%
聚異丁烯(如在範例1-3中)：1.05%
依照美國專利第7,002,728號所述之程序封裝這樣所製備的內相。該結果封裝材料以沉降來離析、以去離子水來清洗及以篩選來分離大小。使用Coulter Multisizer之膠囊大小分析顯示該等結果膠囊具有74μm之平均大小及超過85%的總膠囊體積是在具有50至100μm間之期望大小的膠囊中。然後，以相同於上面範例1部分D之方式將該等膠囊轉變成實驗單像素顯示器。
接著，以第15A-15J圖所示之波形驅動這些顯示器。第19圖係所有獲得顏色之a*b*平面的繪圖，其相似於第17及18圖之那些a*b*平面的繪圖。從第19圖可看出，此電泳介質提供所有原色。
範例9：點彩之波形最佳化
在上面範例3所述之實驗後，發現到，第14圖所示之類型的波形事實上不是用以在第10A及10B圖 所示之類型的三粒子黑色/白色/點彩電泳介質中獲得良好點彩的最佳波形(該點彩在第10A及10B圖中係顯示為黃色，以及在下面論述中將採用相同點彩，但是這只是描述用及當然可以使用除了白色或黑色以外的任何點彩)。已發現到，可藉由使用一具有適當選擇頻率及工作週期的方波來達成較佳飽和(亦即，對於黃色點彩，增加b*值，以及對於一些其它點彩，增加a*值)。
如第10A及10B圖所述，當該後電極1012相對於該前電極1010為正的時，該帶正電黑色顏料移動至該顯示器之觀看(上)面，以及當該後電極1012相對於該前電極1010為負電壓時，該帶正電黑色顏料移動至該顯示器之背面。另一方面，當該後電極為負的時，該帶負電白色顏料移動至該顯示器之觀看面，以及當該後電極為正的時，該帶負電白色顏料移動至該顯示器之背面。該第三(黃色)顏料最初是帶負電的且在低脈衝下；當該後電極為負的時，該黃色顏料起初移動至該顯示器之觀看面(第10A圖之右側-該顯示器看上去是黃色)；但是如果施加電壓有一足夠長的時間，以提供一高定址脈衝，則該黃色帶色顏料在該白色顏料後面消失及該顯示器從黃色變成白色(第10B圖之右側)。
這些顏色變化被描述於第14圖中。考量在第14圖中所示之第一個週期。最初，該顯示器處於它的黑色狀態(第10A圖之左側)。當施加一-15V脈波時，該黑色顏料移動至該背面，以及該等白色及黃色顏料移動至該觀看面(第10A圖之右側)。最初，b*及L*隨著該顯示 器轉變成黃色而增加。在一段時間後，b*(“黃色”)達到的最大值，以及接著減少，而L*保持增加，因為達到一高定址脈衝及該顯示器轉變成白色(第10B圖之右側)。
已發現到，一使用交替負及正脈波之非常簡單波形可達成比用單正-負週期(如第14圖所示)可達成者還高之最大b*值。此波形被描述於第20圖中，從第20圖可看出，此波形包括一連串短(約0.5秒)負脈波，其被較長(1秒)正脈波所分隔且終止於該等負脈波中之一。該等正及負變遷的最佳持續時間有點取決於該電泳介質之成分及它通常是長達數百毫秒。決定該負脈波需要多久之重要因素是在黃色開始減少前施加一負驅動(從黑色)有多久。該正脈波應該比該負脈波久，以及需要足夠久，以驅動該顯示器返回至黑色極端光學狀態。如第20圖所示，相較於第14圖所示之波形的約41，所使用之波形增加b*至約55。
第21圖顯示對於第14圖所示之第一週期及第20圖之波形的L*對b*的繪圖。可看出，第20圖波形之極端黃色狀態(在第21圖中，以“Y”來表示)實質上具有比第14圖波形之狀態高的b*值。對於此b*之改進的一個可能解釋是在達到最佳黃色狀態前，部分該黃色顏料開始“回轉”(亦即，移離該顯示器之觀看面)。藉由簡短地反轉該驅動脈波之極性，重置該黃色顏料之電荷，以及當該電壓切換回到負的時，該黃色顏料保持行進至該顯示器之觀看面且大部分(如果不是全部的話)到達此表面，導致較佳黃色狀態及改良的最大b*。
雖然前述論述著重在改良的黃色狀態，但是第20圖所示之類型的波形具有其它優點。藉由改變該等驅動脈波之長度，可達成改良的中間光學狀態。如第21圖所示，藉由沿著第21圖之W-K路徑移動，獲得“灰色”狀態(具有可變L*及極低b*)，而藉由沿著第21圖之K-Y-W路徑移動，獲得“Y-灰色”狀態(具有可變L*及可變b*)。
可將第20圖所示之類型的波形以各種方式併入一整體DC-平衡驅動方案(見在一用於雙穩態光電顯器之驅動方案中維持整體DC平衡之重要性的前述MEDEOD申請案)：(a)自行平衡變遷：如美國專利第7,119,772號所述，在這樣的驅動方案中，定義兩個光學狀態間之變遷的每一波形具有零淨脈衝。因為用於至黃色之變遷的最佳第20圖類型波形可能具有一淨脈衝，所以必需例如藉由一具有相反脈衝之前脈波(pre-pulse)使此淨脈衝平衡。用於至黃色之變遷的第20圖所示之波形具有一淨正脈衝，所以至黃色之整體變遷在第20圖波形前先具有一同等負脈衝(朝向白色)；以及(b)往返DC平衡：如美國專利第7,012,600號所述，在許多習知技藝驅動方案中，個別波形不是DC平衡的。取而代之，設計整個驅動方案成使得每一變遷的封閉迴路(亦即，在同一灰階上開始及結束之每一組變遷)具有零淨脈衝。為了達成此目的，分配每一光學狀態有一“脈衝電位”，以及在兩個不同光學狀態間之任何變遷中所使 用之波形的淨脈衝必需等於那兩個光學狀態間之脈衝電位的差。第22圖描述這樣的驅動方案。橢圓表示具有指定脈衝電位之光學狀態。定向箭頭表示在該等箭頭之末端具有該兩個光學狀態間之波形的淨脈衝之代表；此脈衝必需等於這兩個光學狀態間之脈衝電位的差。可以許多方式將一第20圖類型黃色變遷併入這樣的驅動方案。例如，理論上可將一至黃色之變遷視為一兩部分變遷，其中一個部分是從目前狀態至黑色，而另一個部分是從黑色至黃色。因為該第20圖類型黃色波形具有一淨正脈衝，所以它可被視為至黑色之第一變遷的部分(亦具有一淨正脈衝)。然後，該波形之第二部分為一至黃色之負淨脈衝，其等於黑色與被選的黃色脈衝電位之差。第23及24圖描述此方法。第23圖顯示一簡單方波驅動及脈衝電位。高亮區域表示黑色至黃色變遷。如第24圖所示，該波形之第20圖類型黃色部分可被視為此變遷之白色至黑色部分的構成要素，該第24圖顯示在黑色至黃色變遷中所使用之實際電壓脈波。
已發現到，最佳第20圖類型波形在某種程度上係取決於電壓；縱使不同批次之電泳材料具有相同標稱成分，該電壓可能因不同批次之電泳材料而不同。第25圖顯示一批次之範例，其中用以驅動至黃色之最佳電壓是在20-29V範圍內，其相對於上面所使用之15V。
限制第10A及10B圖所示之類型的顯示器之性能的因素中之一為從黑色或黃色至白色所需之波形的持續時間。如第14圖所示，甚至在沒有任何反向極性脈 衝下，可以花完整的2秒時間，從黑色變遷至白色。當該波形包括反向極性之期間時及/或當使用較高驅動電壓時，這會更加明顯。為了反抗這些性能限制，可以使用一種“柵欄(picket fence)”類型之波形，如第26圖所示，它顯示此類型之波形的四個(簡化)範例。從上至下，第26圖顯示一原始波形、一已延伸負脈波之波形、一已插入零電壓之期間的波形、及一已加入反向(正)電壓之期間的波形。在此方式中加入小間隔之零或正電壓至該波形，允許從白色狀態更快速移除黃色，因而使較短波形成為可能及/或藉由減少黃色的數量來改善白色狀態。第27圖顯示可藉由柵欄波形之使用達成的白色光學狀態之L*及b*值的改善。在第27圖中，picketGapSign表示使用哪一個類型之柵欄；數值1表示延長驅動，數值0表示加入零電壓之期間，以及數值-1表示加入反向(正)電壓。TotalGapTime表示在此方式中所加入之驅動時間的總量。
熟習電泳顯示器技術者將顯而易知，上面所論述之波形的使用可能造成在變遷期間顯著數量之閃爍(flashing)是可看得見的。可藉由針對兩個或兩個以上子族群的像素使用不同波形，降低這樣的閃爍，以致於該等像素的一些部分處於亮光學狀態，而該等像素的另外一些部分處於暗光學狀態；離某一距離所觀看之這樣的顯示器之平均光學狀態因而將是緩慢變動的灰色。當應用至一具有兩個極性之驅動脈波的清除信號時，此閃爍降低技術是最有效的，因為所有的像素經歷至黑色及至 白色之週期驅動的同等工作週期及因而輕易地被劃分成使用不同波形之群組。這些技術(用於黑色及白色電泳顯示器)已事先被揭露於前述MEDEOD申請案的一些申請案中。
從前述可看出，本發明可提供全彩顯示器，其能在該顯示器之整個區域上提供所有原色。如果需要的話，除了本發明所提供的顏色調整(color modulation)外，還可以使用區域調整(areal modulation)，使該顯示器能顯示每一顏色有完整範圍的飽和度。本發明亦可提供能在顯示器的整個區域上產生點彩之顯示器。
熟習該項技藝者將顯而易知，在不脫離本發明之範圍下，可在上述本發明之特定實施例中實施許多的變更及修改。於是，前述整個說明將被解讀為描述用而非限定用。
100‧‧‧電泳顯示器
102‧‧‧透光基板
104‧‧‧薄透光導電層
106‧‧‧聚合物層
108‧‧‧電泳介質層
110‧‧‧積層黏著層
112‧‧‧像素電極
116‧‧‧前板
118‧‧‧背板

Claims (30)

  1. 一種電泳介質，其包括一流體、及在該流體中所配置之至少一第一物種的粒子，該第一物種之粒子是這樣的：當施加一第一定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝一方向移動，但是當施加一第二定址脈衝至該介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝相反方向移動，該第二定址脈衝大於該第一定址脈衝，但具有相同極性。
  2. 如請求項1之電泳介質，其中該流體係著色的，以及該電泳介質包括一第二物種之粒子，其具有一不同於該第一物種之粒子的顏色及在該第一及第二定址脈衝下相對於電場朝相同方向移動。
  3. 如請求項2之電泳介質，其中該第二物種之粒子在該第一定址脈衝下朝相反於該第一物種之粒子的方向移動，及在該第二定址脈衝下朝相同於該第一物種之粒子的方向移動。
  4. 如請求項2之電泳介質，其中該染色流體及該兩個物種之粒子中之一具有相加性原色中之一，及該染色流體及該兩個物種之粒子中之另一者具有互補相減性原色。
  5. 如請求項4之電泳介質，其中該第一物種之粒子為白色，該染色流體及該第二物種之粒子中之一具有相加性原色中之一，以及該染色流體及該第二物種之粒子中之另一者具有該互補相減性原色。
  6. 如請求項1之電泳介質，其中該電泳介質包括第二及第三物種之粒子，其具有不同於該第一物種之粒子且彼此不同的顏色，該第二及第三物種之粒子帶有相反極性之電荷以及該第一物種之粒子帶有相同於該第三物種之粒子的極性之電荷，以致於當朝一方向施加該第一定址脈衝時，該電泳介質之一表面顯示該第三物種之粒子的顏色；當朝相反方向施加該第一定址脈衝時，該電泳介質之該一表面顯示該等第一及第二粒子之顏色的混合；而當朝該一方向施加該第二定址脈衝時，該一表面顯示該等第一及第三粒子之顏色的混合；以及當朝該相反方向施加該第二定址脈衝時，該一表面顯示該等第二粒子之顏色。
  7. 如請求項6之電泳介質，其中該流體係未著色的。
  8. 如請求項7之電泳介質，其中該第二及第三物種之粒子為白色及黑色。
  9. 如請求項6之電泳介質，其中在一大於該第二定址脈衝之第三定址脈衝的施加後，該等第一、第二及第三粒子相對於電場全部朝相同方向行進。
  10. 如請求項9之電泳介質，其中該流體係以一不同於該第一、第二及第三物種之粒子的顏色來著色。
  11. 如請求項10之電泳介質，其中該等物種之粒子中之一為白色以及其它兩個物種之粒子及該流體的顏色係以任何順序選自黃色、青色及洋紅色。
  12. 如請求項1之電泳介質，其中該等粒子及該流體被局限在複數個膠囊或微胞內。
  13. 如請求項1之電泳介質，其中該等粒子及該流體係以被一包括一聚合物材料之連續相所包圍的複數離散液滴方式來存在。
  14. 一種前平面積層板、雙脫模片、倒置前平面積層板或電泳顯示器，其包括如請求項1之電泳介質。
  15. 一種電泳顯示器，其包括如請求項1之電泳介質及配置成用以施加一電場至該電泳介質之至少一電極。
  16. 一種電子書閱讀器、可攜式電腦、平板電腦、手機、智慧卡、標誌、手錶、貨架標籤或快閃驅動裝置，其包含如請求項15之電泳介質。
  17. 一種驅動電泳介質之方法，該電泳介質包括一流體及在該流體中所配置之至少一第一物種的粒子，該方法包括：(a)施加一第一定址脈衝至該介質，藉以促使該第一物種之粒子相對於電場朝一方向移動；以及(b)施加一第二定址脈衝至該介質，藉以促使該第一物種之粒子相對於電場朝相反方向移動，該第二定址脈衝大於該第一定址脈衝，但具有相同極性。
  18. 如請求項17之方法，其中該流體係著色的，以及該電泳介質包括一第二物種之粒子，其具有一不同於該第一物種之粒子的顏色，以及其中該第二物種之粒子在該第一及第二定址脈衝下相對於電場朝相同方向移動。
  19. 如請求項17之方法，其中該電泳介質包括第二及第三物種之粒子，其具有不同於該第一物種之粒子且彼 此不同的顏色，該第二及第三物種之粒子帶有相反極性之電荷以及該第一物種之粒子帶有相同於該第三物種之粒子的極性之電荷，該方法包括：(a)朝一方向施加該第一定址脈衝，藉以促使該電泳介質之一表面顯示該第三物種之粒子的顏色；(b)朝相反方向施加該第一定址脈衝，藉以促使該顯示器之該一表面顯示該等第一及第二粒子之顏色的混合；(c)朝該一方向施加該第二定址脈衝，藉以促使該一表面顯示該等第一及第三粒子之顏色的混合；以及(d)朝該相反方向施加該第二定址脈衝，藉以促使該一表面顯示該等第二粒子之顏色。
  20. 如請求項19之方法，進一步包括施加一大於該第二定址脈衝之第三定址脈衝至該介質，藉以促使該等第一、第二及第三粒子相對於電場全部朝相同方向行進。
  21. 如請求項19之方法，其中藉由施加一包括具有一極性之一連串短電壓脈波之波形至該電泳介質來實施步驟(b)，在該等短電壓脈波之每一脈波(排除最後一脈波)後，跟隨一具有相反極性之較長電壓脈波。
  22. 一種電泳顯示器，其能提供多個不同顏色，該顯示器包括一電泳介質，該電泳介質包括一流體、及在該流體中所配置之複數個粒子，該顯示器進一步包括在該電泳介質之相對側上所配置之第一及二電極，其中在施加一第一定址脈衝至該電泳介質後，該等粒子立即朝該第一電極移動，然而在施加一第二定址脈衝後， 該等粒子立即朝該第二電極移動，該第二定址脈衝大於該第一定址脈衝，但具有相同於該第一定址脈衝之極性。
  23. 如請求項22之電泳顯示器，其中在施加該第一定址脈衝後，該等粒子立即朝該較正電極移動，然而在施加該第二定址脈衝後，該等粒子立即朝該較負電極移動。
  24. 如請求項23之電泳顯示器，進一步包括一第二類型之粒子，其具有一不同於該第一類型之粒子的顏色，及在該第一或第二定址脈衝之施加後立即朝該較負電極移動。
  25. 一種電泳介質，其包括一流體及在該流體中所配置之第一、第二及第三物種的粒子，該第一物種之粒子帶有一極性之電荷，以及該第二及第三物種之粒子帶有相反極性之電荷，以致於當施加一第一定址脈衝至該電泳介質時，該第一及第三物種之粒子相對於電場朝一方向移動及該第二物種之粒子相對於電場朝相反方向移動，然而當施加一第二定址脈衝至該電泳介質時，該第一物種之粒子相對於電場朝該一方向移動，而該第二及第三物種之粒子相對於電場朝該相反方向移動，該第二定址脈衝大於該第一定址脈衝，但具有相同極性。
  26. 如請求項25之電泳介質，其中該第二物種之粒子帶有一聚合物表面處理，以及該第三物種之粒子不帶有聚合物表面處理，或帶有一具有比該第二物種之粒子 低的粒子表面的每單位面積的質量覆蓋之聚合物表面處理。
  27. 一種電泳顯示器，其能提供多個不同顏色，該顯示器包括一電泳介質、及在該電泳介質之相對側上所配置之第一及二電極，該電泳介質包括一流體以及具有負電荷之複數個第一物種之粒子、具有正電荷之複數個第二物種之粒子、及具有正電荷之複數個第三物種之粒子，其中在該等第一物種之粒子與該等第二物種之粒子間比在該等第一物種之粒子與該等第三物種之粒子間具有小的粒子對交互作用(庫倫及吸引性非庫倫)，以致於以一第一定址脈衝，該等第一及第三物種之粒子朝該較正電極移動及該等第二物種之粒子朝該較負電極移動，但是以一大於該第一定址脈衝之第二定址脈衝，該等第一物種之粒子朝該較正電極移動或留待在該較正電極之附近及該等第三物種之粒子朝該較負電極移動，而該等第二物種之粒子留待在該較負電極之附近。
  28. 一種電泳介質，其包括一流體、及在該流體中所配置之第一、第二及第三物種之粒子，該流體被染有一第一顏色，該等第一物種之粒子係散光的及帶有一極性之電荷，而該等第二及第三物種之粒子係非散光的、分別具有不同於該第一顏色且彼此不同之第二及第三顏色以及帶有相反極性之電荷，該等第一、第二及第三物種之粒子之特性係這樣的：在該等第一物種之粒子與該等第二物種之粒子間比在該等第一物種之粒子 與該等第三物種之粒子間具有小的粒子間交互作用，以致於當施加一第一定址脈衝至該電泳介質時，該等第一及第三物種之粒子相對於電場朝一方向移動及該等第二物種之粒子相對於電場朝相反方向移動，然而當施加一第二定址脈衝至該電泳介質時，該等第一物種之粒子相對於電場朝該一方向移動，而該等第二及第三物種之粒子相對於電場朝該相反方向移動，該第二定址脈衝大於該第一定址脈衝，但具有相同極性，以及當施加一第三定址脈衝至該電泳介質時，該等第一物種之粒子相對於電場朝該相反方向移動，而該等第二及第三物種之粒子相對於電場持續朝該相反方向移動，該第三定址脈衝大於該第二定址脈衝，但具有相同極性。
  29. 一種電泳顯示器，其能提供多個不同顏色，該顯示器包括一電泳介質、及在該電泳介質之相對側上所配置之第一及第二電極，該電泳介質包括一染有一第一顏色之流體；具有負電荷之複數個第一物種之散光粒子；具有一第二顏色及正電荷之複數個第二物種之非散光粒子；以及具有一第三顏色及正電荷之複數個第三物種之非散光粒子，在該等第一物種之粒子與該等第二物種之粒子間比在該等第一物種之粒子與該等第三物種之粒子間具有小的粒子對交互作用(庫倫及吸引性非庫倫)，以致於當施加一第一定址脈衝至該顯示器時，該等第一及第三物種之粒子朝該較正電極移動及該第二類型之顏料粒子朝該較負電極移動，然而當 施加一大於該第一定址脈衝的第二定址脈衝至該顯示器時，該等第一物種之粒子朝該較正電極移動或留待在該較正電極之附近及該等第三物種之粒子朝該較負電極移動，而該等第二物種之粒子留待在該較負電極之附近，以及當施加一大於該第二定址脈衝的第三定址脈衝至該顯示器時，該等第一物種之粒子朝該較負電極移動。
  30. 一種電泳介質，其包括一流體、及在該流體中所配置且能在施加一電場至該介質時移動通過該流體之至少一類型的帶電粒子，該介質進一步包括一能對該等帶電粒子賦予較正電荷之電荷控制佐劑(charge-control adjuvant)，其中該電荷控制佐劑係羧酸的金屬鹽，其中金屬係選自由鋰、鎂、鈣、鍶、銣、鋇、鋅、銅、錫、鈦、錳、鐵、釩及鋁所組成之群。
TW103116978A 2013-05-14 2014-05-14 彩色電泳顯示器 TWI554814B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361823031P 2013-05-14 2013-05-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201502676A true TW201502676A (zh) 2015-01-16
TWI554814B TWI554814B (zh) 2016-10-21

Family

ID=51895444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103116978A TWI554814B (zh) 2013-05-14 2014-05-14 彩色電泳顯示器

Country Status (8)

Country Link
US (5) US9697778B2 (zh)
EP (1) EP2997419B1 (zh)
JP (2) JP6247750B2 (zh)
KR (1) KR101856834B1 (zh)
CN (1) CN105378554B (zh)
HK (1) HK1215075A1 (zh)
TW (1) TWI554814B (zh)
WO (1) WO2014186449A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI677743B (zh) * 2018-05-04 2019-11-21 元太科技工業股份有限公司 電泳顯示裝置
TWI780588B (zh) * 2020-02-07 2022-10-11 美商電子墨水股份有限公司 電泳顯示層、製造電泳顯示層之方法及電泳顯示器

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7826129B2 (en) * 2007-03-06 2010-11-02 E Ink Corporation Materials for use in electrophoretic displays
WO2014186449A1 (en) 2013-05-14 2014-11-20 E Ink Corporation Colored electrophoretic displays
CA2912692C (en) 2013-05-17 2019-08-20 E Ink California, Llc Driving methods for color display devices
TWI573162B (zh) * 2013-08-22 2017-03-01 欣興電子股份有限公司 光學觸控結構
KR102050243B1 (ko) * 2013-12-02 2019-11-29 한국전자통신연구원 자발광형 소자 및 반사형 소자를 포함하는 이중모드 화소 및 이를 이용한 이중모드 디스플레이
US9361836B1 (en) 2013-12-20 2016-06-07 E Ink Corporation Aggregate particles for use in electrophoretic color displays
PL3095007T3 (pl) 2014-01-14 2020-10-05 E Ink California, Llc Sposób sterowania warstwą wyświetlacza kolorowego
US9688859B2 (en) 2014-02-06 2017-06-27 E Ink Corporation Electrophoretic particles and processes for the production thereof
US20150268531A1 (en) 2014-03-18 2015-09-24 Sipix Imaging, Inc. Color display device
US10891906B2 (en) 2014-07-09 2021-01-12 E Ink California, Llc Color display device and driving methods therefor
KR101921841B1 (ko) 2014-07-09 2018-11-23 이 잉크 캘리포니아 엘엘씨 컬러 디스플레이 디바이스
US10380955B2 (en) 2014-07-09 2019-08-13 E Ink California, Llc Color display device and driving methods therefor
US9922603B2 (en) 2014-07-09 2018-03-20 E Ink California, Llc Color display device and driving methods therefor
ES2772138T3 (es) 2014-09-10 2020-07-07 E Ink Corp Dispositivos de visualización electroforéticos en color
US10657869B2 (en) 2014-09-10 2020-05-19 E Ink Corporation Methods for driving color electrophoretic displays
KR102630297B1 (ko) 2014-09-26 2024-01-29 이 잉크 코포레이션 반사형 컬러 디스플레이들에서의 저 해상도 디더링을 위한 컬러 세트들
US9518872B2 (en) * 2014-10-14 2016-12-13 Kidde Technologies, Inc. Thermal sensor
WO2016073914A1 (en) 2014-11-07 2016-05-12 E Ink Corporation Applications of electro-optic displays
WO2016196564A1 (en) 2015-06-01 2016-12-08 E Ink California, Llc Color display device and driving methods therefor
CN107533826B (zh) 2015-06-02 2020-10-30 伊英克公司 用于驱动显示器的设备
EP3320395B1 (en) 2015-06-30 2024-02-28 E Ink Corporation Composite electrophoretic displays
US11087644B2 (en) 2015-08-19 2021-08-10 E Ink Corporation Displays intended for use in architectural applications
CN107924100B (zh) 2015-08-31 2021-03-23 伊英克公司 电子地擦除绘图装置
WO2017062345A1 (en) * 2015-10-06 2017-04-13 E Ink Corporation Improved low-temperature electrophoretic media
EP3362853A4 (en) 2015-10-12 2018-10-31 E Ink California, LLC Electrophoretic display device
EP3368946B1 (en) 2015-10-30 2021-08-25 E Ink Corporation Methods for sealing microcell containers with phenethylamine mixtures
EP3374435B1 (en) 2015-11-11 2020-12-16 E Ink Corporation Functionalized quinacridone pigments
EP3230401B1 (en) * 2015-12-23 2018-06-27 Avantama AG Luminescent component
US10593272B2 (en) 2016-03-09 2020-03-17 E Ink Corporation Drivers providing DC-balanced refresh sequences for color electrophoretic displays
WO2017156254A1 (en) 2016-03-09 2017-09-14 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US10331004B2 (en) * 2016-03-22 2019-06-25 Marketing Displays, Inc. Graphic mirror
WO2017192127A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 E Ink Corporation Aggregate particles for use in electrophoretic color displays
US10270939B2 (en) 2016-05-24 2019-04-23 E Ink Corporation Method for rendering color images
JP7139335B2 (ja) 2017-01-20 2022-09-20 イー インク カリフォルニア， エルエルシー 着色有機顔料およびこれを含む電気泳動ディスプレイ媒体
AU2018226825B2 (en) * 2017-03-03 2021-06-03 E Ink Corporation Electro-optic displays and driving methods
CN110392911B (zh) 2017-03-06 2021-09-24 伊英克公司 用于呈现彩色影像的方法和设备
US10444592B2 (en) * 2017-03-09 2019-10-15 E Ink Corporation Methods and systems for transforming RGB image data to a reduced color set for electro-optic displays
TWI667648B (zh) * 2017-03-09 2019-08-01 美商電子墨水股份有限公司 用於驅動電泳顯示器之方法及用於電泳顯示器之控制器
CN107633819B (zh) * 2017-08-08 2019-12-03 江西兴泰科技有限公司 一种三色电子纸模组的驱动波形调试方法
KR102184389B1 (ko) * 2017-11-03 2020-11-30 주식회사 엘지화학 투과도 가변 장치
US11266832B2 (en) 2017-11-14 2022-03-08 E Ink California, Llc Electrophoretic active delivery system including porous conductive electrode layer
US11079651B2 (en) 2017-12-15 2021-08-03 E Ink Corporation Multi-color electro-optic media
JP2021507293A (ja) 2017-12-19 2021-02-22 イー インク コーポレイション 電気光学ディスプレイの適用
US11248122B2 (en) 2017-12-30 2022-02-15 E Ink Corporation Pigments for electrophoretic displays
CN110082980B (zh) * 2018-01-22 2022-05-24 元太科技工业股份有限公司 反射式彩色电泳显示装置
US11143929B2 (en) 2018-03-09 2021-10-12 E Ink Corporation Reflective electrophoretic displays including photo-luminescent material and color filter arrays
CN110456588B (zh) * 2018-05-04 2023-01-03 元太科技工业股份有限公司 电泳显示装置
WO2020033789A1 (en) 2018-08-10 2020-02-13 E Ink California, Llc Switchable light-collimating layer with reflector
US11397366B2 (en) 2018-08-10 2022-07-26 E Ink California, Llc Switchable light-collimating layer including bistable electrophoretic fluid
CN112470066A (zh) * 2018-08-10 2021-03-09 伊英克加利福尼亚有限责任公司 用于包括双稳态电泳流体的可切换的光准直层的驱动波形
JP7210222B2 (ja) 2018-10-19 2023-01-23 キヤノン株式会社 トナー
CN112912785B (zh) 2018-10-30 2023-07-04 伊英克公司 电光介质和包含其的可写装置
CN109917599A (zh) * 2019-03-15 2019-06-21 广州奥翼电子科技股份有限公司 一种电泳显示液及其制备方法及电泳显示器
CN110082981A (zh) * 2019-03-15 2019-08-02 广州奥翼电子科技股份有限公司 一种电泳显示液及电泳显示器
JP7176459B2 (ja) 2019-03-29 2022-11-22 トヨタ自動車株式会社 車両用のディスプレイおよびこれを備えた車両
TWI755719B (zh) 2019-05-03 2022-02-21 英商核酸有限公司 層狀介電質及產生層狀介電質之方法
US11460722B2 (en) * 2019-05-10 2022-10-04 E Ink Corporation Colored electrophoretic displays
KR102659780B1 (ko) 2019-11-18 2024-04-22 이 잉크 코포레이션 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들
JP7438346B2 (ja) 2019-11-27 2024-02-26 イー インク コーポレイション 電気浸食シール層を有するマイクロセルを備えている有益剤送達システム
EP4081859A4 (en) 2019-12-23 2024-06-05 E Ink Corporation COLORED ELECTROPHORETIC LAYER WITH MICROCAPSULES WITH NON-IONIC POLYMER WALLS
CN114930240A (zh) * 2020-02-06 2022-08-19 伊英克公司 具有有机颜料核和带有薄金属氧化物层和硅烷层的壳的电泳核壳粒子
KR20220158823A (ko) 2020-06-05 2022-12-01 이 잉크 캘리포니아 엘엘씨 전기영동 디스플레이 디바이스
CA3189174A1 (en) 2020-09-15 2022-03-24 Stephen J. Telfer Improved driving voltages for advanced color electrophoretic displays and displays with improved driving voltages
AU2021345023B2 (en) 2020-09-15 2023-12-21 E Ink Corporation Four particle electrophoretic medium providing fast, high-contrast optical state switching
US11846863B2 (en) 2020-09-15 2023-12-19 E Ink Corporation Coordinated top electrode—drive electrode voltages for switching optical state of electrophoretic displays using positive and negative voltages of different magnitudes
JP2023545278A (ja) 2020-11-02 2023-10-27 イー インク コーポレイション カラー電気泳動ディスプレイから以前の状態情報を除去するための駆動シーケンス
EP4200835A4 (en) 2020-11-02 2024-02-28 E Ink Corporation ENHANCED PULL-PUSH WAVEFORMS (EPP) TO OBTAIN PRIMARY COLOR SETS IN MULTI-COLOR ELECTROPHORETIC DISPLAYS
CA3228148A1 (en) 2021-09-06 2023-03-09 E Ink Corporation Method for driving electrophoretic display device
WO2023043714A1 (en) 2021-09-14 2023-03-23 E Ink Corporation Coordinated top electrode - drive electrode voltages for switching optical state of electrophoretic displays using positive and negative voltages of different magnitudes
WO2023055607A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 Kemet Electronics Corporation Advanced polymer dispersion and a capacitor on its base
US11922893B2 (en) 2021-12-22 2024-03-05 E Ink Corporation High voltage driving using top plane switching with zero voltage frames between driving frames
WO2023132958A1 (en) 2022-01-04 2023-07-13 E Ink Corporation Electrophoretic media comprising electrophoretic particles and a combination of charge control agents
CN114623872A (zh) * 2022-03-08 2022-06-14 内蒙古金原农牧科技有限公司 一种基于强磁无线传输的地下水动态监测系统
US11984088B2 (en) 2022-04-27 2024-05-14 E Ink Corporation Color displays configured to convert RGB image data for display on advanced color electronic paper
WO2024006438A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 View, Inc. Methods for improved aesthetics of dynamic glass
WO2024044119A1 (en) 2022-08-25 2024-02-29 E Ink Corporation Transitional driving modes for impulse balancing when switching between global color mode and direct update mode for electrophoretic displays

Family Cites Families (180)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2906652A1 (de) 1979-02-02 1980-08-14 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur herstellung einer elektrophoretischen anzeige mit wachsumhuellten pigmentteilchen
US4285801A (en) 1979-09-20 1981-08-25 Xerox Corporation Electrophoretic display composition
US4418346A (en) 1981-05-20 1983-11-29 Batchelder J Samuel Method and apparatus for providing a dielectrophoretic display of visual information
US4680103A (en) 1986-01-24 1987-07-14 Epid. Inc. Positive particles in electrophoretic display device composition
US4891245A (en) 1986-03-21 1990-01-02 Koh-I-Noor Rapidograph, Inc. Electrophoretic display particles and a process for their preparation
JPH0379672A (ja) 1989-08-23 1991-04-04 Fuji Photo Film Co Ltd アゾメチン又はインドアニリン系色素の製造方法
EP0695339A4 (en) 1993-04-21 1997-05-07 Copytele Inc BLACK AND WHITE ELECTROPHORETIC PARTICLES AND THEIR MANUFACTURING METHOD
US5360689A (en) 1993-05-21 1994-11-01 Copytele, Inc. Colored polymeric dielectric particles and method of manufacture
GB9418495D0 (en) 1994-09-14 1994-11-02 Ciba Geigy Ag Mono-n-alkyl-quinacridone pigments
US5745094A (en) 1994-12-28 1998-04-28 International Business Machines Corporation Electrophoretic display
US6262706B1 (en) 1995-07-20 2001-07-17 E Ink Corporation Retroreflective electrophoretic displays and materials for making the same
US6120588A (en) 1996-07-19 2000-09-19 E Ink Corporation Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof
US6727881B1 (en) 1995-07-20 2004-04-27 E Ink Corporation Encapsulated electrophoretic displays and methods and materials for making the same
US7583251B2 (en) 1995-07-20 2009-09-01 E Ink Corporation Dielectrophoretic displays
US7167155B1 (en) 1995-07-20 2007-01-23 E Ink Corporation Color electrophoretic displays
US6515649B1 (en) 1995-07-20 2003-02-04 E Ink Corporation Suspended particle displays and materials for making the same
US8089453B2 (en) 1995-07-20 2012-01-03 E Ink Corporation Stylus-based addressing structures for displays
US7327511B2 (en) 2004-03-23 2008-02-05 E Ink Corporation Light modulators
US7259744B2 (en) 1995-07-20 2007-08-21 E Ink Corporation Dielectrophoretic displays
US6664944B1 (en) 1995-07-20 2003-12-16 E-Ink Corporation Rear electrode structures for electrophoretic displays
US7848006B2 (en) 1995-07-20 2010-12-07 E Ink Corporation Electrophoretic displays with controlled amounts of pigment
US7109968B2 (en) 1995-07-20 2006-09-19 E Ink Corporation Non-spherical cavity electrophoretic displays and methods and materials for making the same
US7411719B2 (en) * 1995-07-20 2008-08-12 E Ink Corporation Electrophoretic medium and process for the production thereof
US6866760B2 (en) 1998-08-27 2005-03-15 E Ink Corporation Electrophoretic medium and process for the production thereof
US6120839A (en) 1995-07-20 2000-09-19 E Ink Corporation Electro-osmotic displays and materials for making the same
US6017584A (en) 1995-07-20 2000-01-25 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays and materials for making the same
US7956841B2 (en) 1995-07-20 2011-06-07 E Ink Corporation Stylus-based addressing structures for displays
US7999787B2 (en) 1995-07-20 2011-08-16 E Ink Corporation Methods for driving electrophoretic displays using dielectrophoretic forces
US20050012980A1 (en) 2003-05-02 2005-01-20 E Ink Corporation Electrophoretic displays with controlled amounts of pigment
US8139050B2 (en) 1995-07-20 2012-03-20 E Ink Corporation Addressing schemes for electronic displays
US7193625B2 (en) 1999-04-30 2007-03-20 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays, and apparatus for use therein
US6721083B2 (en) 1996-07-19 2004-04-13 E Ink Corporation Electrophoretic displays using nanoparticles
US6323989B1 (en) 1996-07-19 2001-11-27 E Ink Corporation Electrophoretic displays using nanoparticles
US6538801B2 (en) 1996-07-19 2003-03-25 E Ink Corporation Electrophoretic displays using nanoparticles
US5930026A (en) 1996-10-25 1999-07-27 Massachusetts Institute Of Technology Nonemissive displays and piezoelectric power supplies therefor
US5783614A (en) 1997-02-21 1998-07-21 Copytele, Inc. Polymeric-coated dielectric particles and formulation and method for preparing same
US5961804A (en) 1997-03-18 1999-10-05 Massachusetts Institute Of Technology Microencapsulated electrophoretic display
US8213076B2 (en) 1997-08-28 2012-07-03 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays and materials for making the same
US7002728B2 (en) 1997-08-28 2006-02-21 E Ink Corporation Electrophoretic particles, and processes for the production thereof
US7247379B2 (en) 1997-08-28 2007-07-24 E Ink Corporation Electrophoretic particles, and processes for the production thereof
US8040594B2 (en) * 1997-08-28 2011-10-18 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays
US6300932B1 (en) 1997-08-28 2001-10-09 E Ink Corporation Electrophoretic displays with luminescent particles and materials for making the same
US5914806A (en) 1998-02-11 1999-06-22 International Business Machines Corporation Stable electrophoretic particles for displays
US6704133B2 (en) * 1998-03-18 2004-03-09 E-Ink Corporation Electro-optic display overlays and systems for addressing such displays
US6753999B2 (en) 1998-03-18 2004-06-22 E Ink Corporation Electrophoretic displays in portable devices and systems for addressing such displays
CA2320788A1 (en) 1998-03-18 1999-09-23 Joseph M. Jacobson Electrophoretic displays and systems for addressing such displays
US7075502B1 (en) 1998-04-10 2006-07-11 E Ink Corporation Full color reflective display with multichromatic sub-pixels
JP2002513169A (ja) 1998-04-27 2002-05-08 イー−インク コーポレイション シャッターモードのマイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイ
US6241921B1 (en) 1998-05-15 2001-06-05 Massachusetts Institute Of Technology Heterogeneous display elements and methods for their fabrication
US20030102858A1 (en) 1998-07-08 2003-06-05 E Ink Corporation Method and apparatus for determining properties of an electrophoretic display
AU5094899A (en) 1998-07-08 2000-02-01 E-Ink Corporation Method and apparatus for sensing the state of an electrophoretic display
AU5094699A (en) 1998-07-08 2000-02-01 E-Ink Corporation Methods for achieving improved color in microencapsulated electrophoretic devices
US6184856B1 (en) 1998-09-16 2001-02-06 International Business Machines Corporation Transmissive electrophoretic display with laterally adjacent color cells
US6144361A (en) 1998-09-16 2000-11-07 International Business Machines Corporation Transmissive electrophoretic display with vertical electrodes
US6271823B1 (en) 1998-09-16 2001-08-07 International Business Machines Corporation Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using a reflective panel
US6225971B1 (en) 1998-09-16 2001-05-01 International Business Machines Corporation Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using an absorbing panel
US6262833B1 (en) 1998-10-07 2001-07-17 E Ink Corporation Capsules for electrophoretic displays and methods for making the same
WO2000059625A1 (en) 1999-04-06 2000-10-12 E Ink Corporation Methods for producing droplets for use in capsule-based electrophoretic displays
US7012600B2 (en) 1999-04-30 2006-03-14 E Ink Corporation Methods for driving bistable electro-optic displays, and apparatus for use therein
US6531997B1 (en) 1999-04-30 2003-03-11 E Ink Corporation Methods for addressing electrophoretic displays
US7119772B2 (en) 1999-04-30 2006-10-10 E Ink Corporation Methods for driving bistable electro-optic displays, and apparatus for use therein
US6504524B1 (en) 2000-03-08 2003-01-07 E Ink Corporation Addressing methods for displays having zero time-average field
US8115729B2 (en) 1999-05-03 2012-02-14 E Ink Corporation Electrophoretic display element with filler particles
US7038655B2 (en) 1999-05-03 2006-05-02 E Ink Corporation Electrophoretic ink composed of particles with field dependent mobilities
US6693620B1 (en) 1999-05-03 2004-02-17 E Ink Corporation Threshold addressing of electrophoretic displays
US8009348B2 (en) 1999-05-03 2011-08-30 E Ink Corporation Machine-readable displays
US6672921B1 (en) 2000-03-03 2004-01-06 Sipix Imaging, Inc. Manufacturing process for electrophoretic display
US6788449B2 (en) 2000-03-03 2004-09-07 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
US7236290B1 (en) 2000-07-25 2007-06-26 E Ink Corporation Electrophoretic medium with improved stability
WO2002045061A2 (en) 2000-11-29 2002-06-06 E Ink Corporation Addressing circuitry for large electronic displays
US7030854B2 (en) 2001-03-13 2006-04-18 E Ink Corporation Apparatus for displaying drawings
US7230750B2 (en) 2001-05-15 2007-06-12 E Ink Corporation Electrophoretic media and processes for the production thereof
US8390918B2 (en) 2001-04-02 2013-03-05 E Ink Corporation Electrophoretic displays with controlled amounts of pigment
US7679814B2 (en) 2001-04-02 2010-03-16 E Ink Corporation Materials for use in electrophoretic displays
DE60210949T2 (de) 2001-04-02 2006-09-21 E-Ink Corp., Cambridge Elektrophoresemedium mit verbesserter Bildstabilität
US6580545B2 (en) 2001-04-19 2003-06-17 E Ink Corporation Electrochromic-nanoparticle displays
US6870661B2 (en) 2001-05-15 2005-03-22 E Ink Corporation Electrophoretic displays containing magnetic particles
US20090009852A1 (en) 2001-05-15 2009-01-08 E Ink Corporation Electrophoretic particles and processes for the production thereof
US8582196B2 (en) 2001-05-15 2013-11-12 E Ink Corporation Electrophoretic particles and processes for the production thereof
EP1393122B1 (en) 2001-05-15 2018-03-28 E Ink Corporation Electrophoretic particles
US20100148385A1 (en) 2001-05-15 2010-06-17 E Ink Corporation Electrophoretic media and processes for the production thereof
US6727873B2 (en) 2001-05-18 2004-04-27 International Business Machines Corporation Reflective electrophoretic display with stacked color cells
US7535624B2 (en) 2001-07-09 2009-05-19 E Ink Corporation Electro-optic display and materials for use therein
US6982178B2 (en) 2002-06-10 2006-01-03 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
US6825970B2 (en) 2001-09-14 2004-11-30 E Ink Corporation Methods for addressing electro-optic materials
US8125501B2 (en) 2001-11-20 2012-02-28 E Ink Corporation Voltage modulated driver circuits for electro-optic displays
US8593396B2 (en) 2001-11-20 2013-11-26 E Ink Corporation Methods and apparatus for driving electro-optic displays
US7202847B2 (en) 2002-06-28 2007-04-10 E Ink Corporation Voltage modulated driver circuits for electro-optic displays
US8558783B2 (en) 2001-11-20 2013-10-15 E Ink Corporation Electro-optic displays with reduced remnant voltage
US7952557B2 (en) 2001-11-20 2011-05-31 E Ink Corporation Methods and apparatus for driving electro-optic displays
US7528822B2 (en) 2001-11-20 2009-05-05 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US9412314B2 (en) 2001-11-20 2016-08-09 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US6577433B1 (en) 2002-01-16 2003-06-10 Xerox Corporation Electrophoretic displays, display fluids for use therein, and methods of displaying images
US6900851B2 (en) 2002-02-08 2005-05-31 E Ink Corporation Electro-optic displays and optical systems for addressing such displays
CN100339757C (zh) 2002-03-06 2007-09-26 株式会社普利司通 图像显示装置和方法
US6950220B2 (en) 2002-03-18 2005-09-27 E Ink Corporation Electro-optic displays, and methods for driving same
EP1497867A2 (en) 2002-04-24 2005-01-19 E Ink Corporation Electronic displays
US7190008B2 (en) 2002-04-24 2007-03-13 E Ink Corporation Electro-optic displays, and components for use therein
CN1653383A (zh) * 2002-05-06 2005-08-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 电泳显示装置
US8363299B2 (en) 2002-06-10 2013-01-29 E Ink Corporation Electro-optic displays, and processes for the production thereof
US20080024482A1 (en) 2002-06-13 2008-01-31 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US20110199671A1 (en) 2002-06-13 2011-08-18 E Ink Corporation Methods for driving electrophoretic displays using dielectrophoretic forces
US7312916B2 (en) 2002-08-07 2007-12-25 E Ink Corporation Electrophoretic media containing specularly reflective particles
ES2718048T3 (es) 2002-09-03 2019-06-27 E Ink Corp Medio electroforético
US7839564B2 (en) 2002-09-03 2010-11-23 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
KR100937613B1 (ko) 2002-12-16 2010-01-20 이 잉크 코포레이션 전기-광학 디스플레이용 백플레인
US6922276B2 (en) 2002-12-23 2005-07-26 E Ink Corporation Flexible electro-optic displays
US7339715B2 (en) 2003-03-25 2008-03-04 E Ink Corporation Processes for the production of electrophoretic displays
US7910175B2 (en) 2003-03-25 2011-03-22 E Ink Corporation Processes for the production of electrophoretic displays
CN100399109C (zh) 2003-03-27 2008-07-02 伊英克公司 电光学组件
WO2004090626A1 (ja) * 2003-04-02 2004-10-21 Bridgestone Corporation 画像表示媒体に用いる粒子、それを用いた画像表示用パネル及び画像表示装置
US8174490B2 (en) 2003-06-30 2012-05-08 E Ink Corporation Methods for driving electrophoretic displays
WO2005020199A2 (en) 2003-08-19 2005-03-03 E Ink Corporation Methods for controlling electro-optic displays
EP1665214A4 (en) 2003-09-19 2008-03-19 E Ink Corp METHOD FOR REDUCING EDGE EFFECTS IN DISPLAYS
US8300006B2 (en) 2003-10-03 2012-10-30 E Ink Corporation Electrophoretic display unit
JP4739218B2 (ja) 2003-10-08 2011-08-03 イー インク コーポレイション エレクトロウェッティングディスプレイ
US8319759B2 (en) 2003-10-08 2012-11-27 E Ink Corporation Electrowetting displays
US8928562B2 (en) 2003-11-25 2015-01-06 E Ink Corporation Electro-optic displays, and methods for driving same
CN1886776A (zh) 2003-11-25 2006-12-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有显示器件的显示装置和驱动该显示器件的循环轨道稳定方法
US20050161843A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Yongcai Wang Process of producing microcapsules and product thereof
US7492339B2 (en) 2004-03-26 2009-02-17 E Ink Corporation Methods for driving bistable electro-optic displays
US8289250B2 (en) 2004-03-31 2012-10-16 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US20050253777A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 E Ink Corporation Tiled displays and methods for driving same
JP4633793B2 (ja) 2004-07-27 2011-02-16 イー インク コーポレイション 電気光学ディスプレイ
US20080136774A1 (en) 2004-07-27 2008-06-12 E Ink Corporation Methods for driving electrophoretic displays using dielectrophoretic forces
US7453445B2 (en) 2004-08-13 2008-11-18 E Ink Corproation Methods for driving electro-optic displays
JP2008521065A (ja) 2005-01-26 2008-06-19 イー インク コーポレイション ガス状流体を用いる電気泳動ディスプレイ
JP4718859B2 (ja) 2005-02-17 2011-07-06 セイコーエプソン株式会社 電気泳動装置とその駆動方法、及び電子機器
JP4690079B2 (ja) 2005-03-04 2011-06-01 セイコーエプソン株式会社 電気泳動装置とその駆動方法、及び電子機器
US20080043318A1 (en) 2005-10-18 2008-02-21 E Ink Corporation Color electro-optic displays, and processes for the production thereof
EP1991979A1 (en) * 2006-02-27 2008-11-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driving an in-plane moving particle device
CN101395539B (zh) * 2006-03-03 2011-11-30 佳能株式会社 调色剂
US7952790B2 (en) 2006-03-22 2011-05-31 E Ink Corporation Electro-optic media produced using ink jet printing
US7903319B2 (en) 2006-07-11 2011-03-08 E Ink Corporation Electrophoretic medium and display with improved image stability
US8018640B2 (en) 2006-07-13 2011-09-13 E Ink Corporation Particles for use in electrophoretic displays
US20080024429A1 (en) 2006-07-25 2008-01-31 E Ink Corporation Electrophoretic displays using gaseous fluids
WO2008065605A2 (en) 2006-11-30 2008-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. In-plane switching electrophoretic colour display
JP2008287163A (ja) 2007-05-21 2008-11-27 Ricoh Co Ltd 電気泳動分散液
EP2150881A4 (en) 2007-05-21 2010-09-22 E Ink Corp METHOD FOR CONTROLLING VIDEO-ELECTRO-OPTICAL DISPLAYS
JP5169029B2 (ja) * 2007-06-05 2013-03-27 富士ゼロックス株式会社 画像表示媒体、画像表示装置、及び画像表示プログラム
US9199441B2 (en) 2007-06-28 2015-12-01 E Ink Corporation Processes for the production of electro-optic displays, and color filters for use therein
JP5200441B2 (ja) 2007-07-24 2013-06-05 富士ゼロックス株式会社 電気泳動性着色粒子、電気泳動性着色粒子の製造方法、電気泳動性着色粒子分散液、画像表示媒体、及び画像表示装置
US8902153B2 (en) 2007-08-03 2014-12-02 E Ink Corporation Electro-optic displays, and processes for their production
JP5157322B2 (ja) 2007-08-30 2013-03-06 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器
JP2011517490A (ja) 2008-03-21 2011-06-09 イー インク コーポレイション 電子光学ディスプレイおよびカラーフィルタ
ES2823736T3 (es) 2008-04-11 2021-05-10 E Ink Corp Procedimientos para excitar dispositivos de visualización electroópticos
WO2009129217A2 (en) 2008-04-14 2009-10-22 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
TWI395042B (zh) * 2008-12-01 2013-05-01 Prime View Int Co Ltd 彩色電泳式顯示裝置的畫素結構與次畫素結構
US8964282B2 (en) * 2012-10-02 2015-02-24 E Ink California, Llc Color display device
US8717664B2 (en) 2012-10-02 2014-05-06 Sipix Imaging, Inc. Color display device
US9251736B2 (en) * 2009-01-30 2016-02-02 E Ink California, Llc Multiple voltage level driving for electrophoretic displays
TWI484273B (zh) 2009-02-09 2015-05-11 E Ink Corp 電泳粒子
EP2393848A1 (en) 2009-02-09 2011-12-14 Merck Patent GmbH Coloured particles for electrophoretic displays
US8098418B2 (en) 2009-03-03 2012-01-17 E. Ink Corporation Electro-optic displays, and color filters for use therein
JP5705459B2 (ja) 2009-09-04 2015-04-22 富士フイルム株式会社 カラーフィルタ用光硬化性組成物、該光硬化性組成物により形成されたカラーフィルタ、及びそれを備えた画像表示装置
EP2488592B1 (en) * 2009-10-16 2018-06-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic inks
JP2011123205A (ja) 2009-12-09 2011-06-23 Fuji Xerox Co Ltd 表示装置
US8309630B2 (en) 2010-01-25 2012-11-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymer-encapsulated pigment
JP2011158783A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Panasonic Corp 表示粒子、表示粒子の製造方法および表示粒子を用いた画像表示媒体ならびに画像表示装置
KR101681643B1 (ko) * 2010-03-25 2016-12-02 삼성디스플레이 주식회사 전기 영동 표시 장치 및 그 구동 방법
TWI591604B (zh) 2010-04-09 2017-07-11 電子墨水股份有限公司 用於驅動電光顯示器的方法
TWI484275B (zh) 2010-05-21 2015-05-11 E Ink Corp 光電顯示器及其驅動方法、微型空腔電泳顯示器
WO2011153297A2 (en) 2010-06-02 2011-12-08 E Ink Corporation Color electro-optic displays
WO2012072218A1 (en) 2010-11-30 2012-06-07 Merck Patent Gmbh Particles for electrophoretic displays
US8797634B2 (en) 2010-11-30 2014-08-05 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays
KR101759643B1 (ko) * 2010-12-17 2017-08-01 삼성디스플레이 주식회사 전기영동 표시장치
JP2012140550A (ja) 2011-01-04 2012-07-26 Ricoh Co Ltd 紫外線硬化型インク及びインクジェット記録方法
US9146439B2 (en) * 2011-01-31 2015-09-29 E Ink California, Llc Color electrophoretic display
US8873129B2 (en) 2011-04-07 2014-10-28 E Ink Corporation Tetrachromatic color filter array for reflective display
CN103688212B (zh) 2011-05-21 2017-11-28 伊英克公司 电光显示器
US8514481B2 (en) * 2011-07-12 2013-08-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dual color electronically addressable ink
EP2604658B1 (en) 2011-12-14 2014-10-01 Agfa Graphics N.V. Surface modified pigments and non-aqueous inks therewith
US20130244149A1 (en) 2012-03-14 2013-09-19 Ming Wang Charged pigment particles for electrophoretic display
WO2013149714A1 (en) 2012-04-04 2013-10-10 Merck Patent Gmbh Particles for electrophoretic displays comprising a core and a random - copolymer coating
WO2013170937A1 (en) 2012-05-14 2013-11-21 Merck Patent Gmbh Particles for electrophoretic displays
WO2013170938A1 (en) 2012-05-14 2013-11-21 Merck Patent Gmbh Particles for electrophoretic displays
JP5978821B2 (ja) * 2012-07-13 2016-08-24 セイコーエプソン株式会社 電気泳動材料、電気泳動表示装置、及び電子機器
WO2014186449A1 (en) 2013-05-14 2014-11-20 E Ink Corporation Colored electrophoretic displays
US9688859B2 (en) 2014-02-06 2017-06-27 E Ink Corporation Electrophoretic particles and processes for the production thereof
US9541814B2 (en) * 2014-02-19 2017-01-10 E Ink California, Llc Color display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI677743B (zh) * 2018-05-04 2019-11-21 元太科技工業股份有限公司 電泳顯示裝置
US11314141B2 (en) 2018-05-04 2022-04-26 E Ink Holdings Inc. Electrophoretic display device
TWI780588B (zh) * 2020-02-07 2022-10-11 美商電子墨水股份有限公司 電泳顯示層、製造電泳顯示層之方法及電泳顯示器

Also Published As

Publication number Publication date
US20210210026A1 (en) 2021-07-08
EP2997419A1 (en) 2016-03-23
CN105378554A (zh) 2016-03-02
US20140340430A1 (en) 2014-11-20
JP2016520209A (ja) 2016-07-11
KR101856834B1 (ko) 2018-05-10
KR20160009640A (ko) 2016-01-26
CN105378554B (zh) 2019-01-22
JP6247750B2 (ja) 2017-12-13
EP2997419A4 (en) 2017-08-16
US9697778B2 (en) 2017-07-04
EP2997419B1 (en) 2020-07-15
US11195481B2 (en) 2021-12-07
US10242630B2 (en) 2019-03-26
US20190164505A1 (en) 2019-05-30
US10475399B2 (en) 2019-11-12
TWI554814B (zh) 2016-10-21
HK1215075A1 (zh) 2016-08-12
WO2014186449A1 (en) 2014-11-20
US20170287407A1 (en) 2017-10-05
US20200035171A1 (en) 2020-01-30
JP2017227907A (ja) 2017-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11195481B2 (en) Color electrophoretic displays using same polarity reversing address pulse
US20230005439A1 (en) Colored electrophoretic displays
US11084935B2 (en) Method of making functionalized quinacridone pigments
KR20230050436A (ko) 고속의 고-콘트라스트 광학 상태 스위칭을 제공하는 4 입자 전기영동 매체
TWI838294B (zh) 彩色電泳顯示器