TWI534520B - 彩色顯示裝置 - Google Patents

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Description

彩色顯示裝置
本發明和電泳流體有關，明確地說，該電泳流體包括實質上不帶電的中性浮力粒子，用以改善電泳顯示器的光學效能；並且，本發明和運用此流體的電泳顯示器有關。
為達彩色顯示器的目的，彩色濾波器經常被使用。最常見的方式係增加彩色濾波器於一像素型顯示器的黑色/白色子像素頂端，用以顯示紅色、綠色、以及藍色。當所希望的係紅色時，綠色子像素與藍色子像素會變成黑色狀態，俾使得被顯示的唯一顏色為紅色。當所希望的係黑色狀態時，全部三個子像素皆會變成黑色狀態。當所希望的係白色狀態時，該三個子像素則會分別變成紅色、綠色、以及藍色，且因此，觀看者會看見白色狀態。
此技術的缺點係，因為該些子像素中的每一者的反射係數為所希望白色狀態的約三分之一(1/3)，所以，白色狀態相當暗淡。為補償此缺點，一第四子像素可能會被加入，其僅會顯示黑色狀態與白色狀態，俾使得白色位準會倍增，但是卻會犧牲紅色位準、綠色位準、或是藍色位準(其中，每一個子像素現在僅為該像素之面積的四分之一)。藉由增加來自該白色像素的光雖然能夠達成較亮的顏色；但是，要達成此目的卻會犧牲色域 (color gamut)而導致顏色非常微弱並且不飽和。藉由降低該三個子像素的顏色飽和度亦能夠達成雷同的結果。即使利用此些方式，白色位準通常實質上仍會小於黑白顯示器之白色位準的一半，從而使其成為需要良好可讀取黑白亮度與對比的顯示裝置(例如，電子閱讀機或顯示器)之不可接受的選擇。
本發明的一項觀點關於一種顯示層，其包括被夾設在一共用電極與一像素電極層之間的電泳流體並且具有位在其相反兩側的第一表面與第二表面，該電泳流體包括一第一類型粒子、一第二類型粒子、一第三類型粒子、以及一第四類型粒子，該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中，該些第一類型粒子、第二類型粒子、以及第三類型粒子分別具有彼此不同的第一光學特徵、第二光學特徵、以及第三光學特徵，該第一類型粒子具有其中一種極性的電荷並且該些第二類型粒子與第三類型粒子具有相反極性的電荷，以及該第二類型粒子具有一電場臨界值，俾使得：(a)施加一大於該電場臨界值並且具有和該第二類型粒子相同極性的電場於該共用電極與一像素電極之間導致一對應於該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第二光學特徵；(b)施加一大於該電場臨界值並且具有和該第一類型粒子相同極性的電場於該共用電極與一像素電極之間導致一對應於該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第一光學特徵；或是(c)一旦該第一光學特徵被顯示在該第一表面處，施加一等於或低於該 電場臨界值並且具有和該第三類型粒子相同極性的電場於該共用電極與一像素電極之間導致一對應於該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第三光學特徵。
於一實施例中，該第一類型粒子與該第二類型粒子分別為白色與黑色。
於一實施例中，該第三類型粒子為非白色且非黑色。
於一實施例中，該光學特徵為顏色狀態。
於一實施例中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群中的材料所形成：聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚丙烯酸甲酯(polymethacrylate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)、多酚類(polyphenol)、以及聚矽氧烷(polysiloxane)。
於一實施例中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群中的材料所形成：聚甲丙烯酸五溴苯酯(poly(pentabromophenyl methacrylate))、聚2-乙烯基萘(poly(2-vinylnapthalene))、聚甲基丙烯酸萘基酯(poly(naphthyl methacrylate))、聚α-甲基苯乙烯(poly(alpha-methylstyrene))、聚N-苯基甲基丙烯醯胺(poly(N-benzyl methacrylamide))、以及聚甲基丙烯酸苯基酯(poly(benzyl methacrylate))。
於一實施例中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子為核心-殼體型粒子(core-shell particle)。
於一實施例中，電泳流體中的該些實質上不帶電中性浮力粒子的體積百分率濃度在0.1%至10%的範圍之中。
於一實施例中，電泳流體中的該些實質上不帶電中性浮力粒 子的體積百分率濃度在0.1%至5%的範圍之中。
於一實施例中，該顯示層會顯示該第一類型粒子的顏色、該第二類型粒子的顏色、以及該第三類型粒子的顏色，但是不會顯示該第四類型粒子的顏色。
本發明的另一項觀點關於一種電泳流體，該流體包括一第一類型粒子、一第二類型粒子、一第三類型粒子、以及一第四類型粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中，其中： (a)該第一類型粒子與該第二類型粒子攜載相反的電荷極性； (b)該第三類型粒子的電荷極性與該第一類型粒子或該第二類型粒子相同，但是具有較低的強度； (c)與該第三類型顏料粒子具有相同電荷極性的該第一類型粒子或第二類型粒子具有一臨界電壓；以及 (d)該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子。
11‧‧‧白色粒子
12‧‧‧黑色粒子
13‧‧‧彩色粒子
14‧‧‧共用電極
15‧‧‧電極層
15a‧‧‧像素電極
16‧‧‧第一表面
17‧‧‧第二表面
18‧‧‧實質上不帶電的中性浮力粒子
21‧‧‧白色顏料粒子
22‧‧‧黑色顏料粒子
23‧‧‧彩色粒子
24‧‧‧實質上不帶電的中性浮力粒子
25‧‧‧共用電極
26‧‧‧像素電極
圖1所示的係一種電泳顯示流體，其包括三種類型的帶電顏料粒子以及第四種類型粒子，該第四種類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中。
圖2所示的係本發明的一種範例。
操作期間相反帶電粒子之間的聚集以及帶電粒子在觀看側黏著至顯示胞體的表面係電泳顯示器可靠度的兩種主要失效模式。目前為 止並沒有任何有效方式可解決此問題而不會影響到該顯示胞體結構的機械特性或是該顯示裝置的電光效能。
此現象在有多種類型帶電顏料粒子的流體系統中特別明顯。這係因為該流體中的較高粒子濃度會導致更多的粒子黏著。
本發明人目前已經發現到，可以在該流體中加入實質上不帶電的中性浮力粒子來解決粒子黏著的問題，但卻不會影響該顯示裝置的電光效能。
「實質上不帶電」一詞係指不帶電或是攜載的電量小於相同電泳流體中其它帶正電顏料粒子或帶負電顏料粒子所攜載之平均電量的10%的粒子。於一實施例中，該些中性浮力粒子為不帶電。
「中性浮力」一詞係指不會隨著重力上升或下降的粒子。換言之，該些粒子會漂浮在兩個電極平板之間的流體之中。於一實施例中，該些中性浮力粒子的密度可以和散佈著該些粒子的溶劑或溶劑混合物的密度相同。
本發明的電泳流體包括三種類型帶電顏料粒子以及一第四類型粒子，該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中。為達容易解釋之目的，如圖1中所示，該流體具有：三種類型帶電顏料粒子，換言之，白色粒子(11)、黑色粒子(12)、以及彩色粒子(13)；以及實質上不帶電的中性浮力粒子(18)。
然而，應該瞭解的係，本發明的範疇廣泛涵蓋任何顏色的顏料粒子，只要該三種類型的帶電粒子具有視覺上可區分的顏色即可。
運用本發明的顯示流體的顯示層有兩個表面，一位在觀看側 的第一表面(16)以及一位在該第一表面(16)之相反側的第二表面(17)。該顯示流體被夾設在該兩個表面之間。在該第一表面(16)側有一共用電極(14)，其係一透明的電極層(舉例來說，ITO)，開展於該顯示層的整個頂端上。在該第二表面(17)側有一電極層(15)，其包括複數個像素電極(15a)。該顯示流體被填充在顯示胞體之中。該些顯示胞體可以對齊或不對其該些像素電極。對應於一像素電極的區域可被稱為像素(或是子像素)。驅動對應於一像素電極的區域係藉由施加一電壓電位差(或者被稱為電場)於該共用電極與該像素電極之間來達成。
該些像素電極已在美國專利案第7,046,228號中說明過，本文以引用的方式將其完整併入。應該注意的係，本發明雖然針對該像素電極層提及具有薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)背板的主動式矩陣驅動方式；不過，本發明的範疇涵蓋其它類型的電極定址方式，只要該些電極適合所希望的功能即可。
針對白色粒子(11)來說，它們可以由無機顏料來形成，例如，TiO2、ZrO2、ZnO、Al2O3、Sb2O3、BaSO4、PbSO4、或是類似物。
針對黑色粒子(12)來說，它們可以由CI顏料黑26或28或類似物(舉例來說，鐵錳黑尖晶石或銅鉻黑尖晶石)或是碳黑來形成。
第三類型帶電顏料粒子(13)經常為非黑色且非白色並且可以為諸如紅色、綠色、藍色、紅紫色、青藍色、或黃色的顏色。此類型粒子的顏料可以包含，但是並不受限於：CI顏料PR 254、PR 122、PR 149、PG 36、PG 58、PG 7、PB 28、PB 15：3、PY 138、PY 150、PY 155、或是PY 20。此些顏料為色彩索引手冊「新顏料應用技術(New Pigment Application Technology)」(1986年CMC Publishing Co,Ltd.所出版)以及「印刷油墨技術(Printing Ink Technology)」(1984年CMC Publishing Co,Ltd.所出版)中所述的常用有機顏料。特定的範例包含：Clariant的Hostaperm紅D3G 70-EDS、Hostaperm粉紅E-EDS、PV固紅D3G、Hostaperm紅D3G 70、Hostaperm藍B2G-EDS、Hostaperm黃H4G 70-EDS、Hostaperm綠GNX、BASF Irgazine紅L 3630、Cinquasia紅L 4100 HD、以及Irgazine紅L 3660 HD；Sun Chemical的花青藍(phthalocyanine blue)、花青綠(phthalocyanine green)、二芳基化物黃(diarylide yellow)或是二芳基化物AAOT黃(diarylide AAOT yellow)。
除了顏色之外，該些第一類型帶電粒子、第二類型帶電粒子、以及第三類型帶電粒子亦可能有其它不同的光學特徵，例如，光學折射係數、反射係數、發光性；或者，在預期用於機器閱讀的顯示器的情況中，用以感測可見光範圍以外的電磁波長反射係數變化的偽顏色亦可能不同。
該些帶電顏料粒子亦可能為在它們的表面塗佈一聚合物層的粒子，並且該聚合物塗料能夠經由各種習知的聚合技術來製備。
該些帶電顏料粒子可以攜載自然電荷或者經由一電荷控制劑的存在而帶電。
該流體中的該三種類型帶電粒子的百分率可以改變。舉例來說，黑色粒子佔據該電泳流體的體積百分率可以在約0.1%至10%的範圍之中，較佳的係，0.5%至5%的範圍之中；白色粒子佔據該流體的體積百分率可以在約1%至50%的範圍之中，較佳的係，5%至15%的範圍之中；以及彩色粒子佔據該流體的體積百分率可以在約2%至20%的範圍之中，較佳的 係，4%至10%的範圍之中。
電泳流體中的該些實質上不帶電中性浮力粒子(18)的體積百分率濃度較佳的係在約0.1%至約10%的範圍之中，更佳的係，體積百分率在約0.1%至約5%的範圍之中。
「約」一詞係指已表明數值之±5%的範圍。
該些實質上不帶電中性浮力粒子(18)可以由聚合材料所形成。該聚合材料可以為共聚物或是純體聚合物(homopolymer)。
用於該些實質上不帶電中性浮力粒子的聚合材料的範例可以包含，但是並不受限於：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、多酚類、聚矽氧烷、或是類似物。該聚合材料的更明確範例可以包含，但是並不受限於：聚甲丙烯酸五溴苯酯、聚2-乙烯基萘、聚甲基丙烯酸萘基酯、聚α-甲基苯乙烯、聚N-苯基甲基丙烯醯胺、或是聚甲基丙烯酸苯基酯。
更佳的係，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由不可溶解於該顯示流體的介電溶劑之中的聚合物所形成，並且還具有高折射率。於其中一實施例中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子的折射率不同於散佈著該些粒子的溶劑或溶劑混合物的折射率。然而，一般來說，該些實質上不帶電的中性浮力粒子的折射率高於該溶劑或溶劑混合物的折射率。於某些情況中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子的折射率可以在1.45以上。
於一實施例中，用於該些實質上不帶電的中性浮力粒子的材料可以包括一芳香基(aromatic moiety)。
該些實質上不帶電的中性浮力粒子可以經由下面方式由多 個單體來製備：聚合技術，例如，懸浮聚合(suspension polymerization)、分散聚合(dispersion polymerization)、晶種聚合(seed polymerization)、無皂聚合(soap-free polymerization)、乳液聚合(emulsion polymerization)；或是物理性方法，其包含逆向乳化-蒸發製程。該些單體會在分散劑存在時被聚合。該分散劑之存在允許該些聚合物粒子被形成在所希望的尺寸範圍之中並且該分散劑還可形成一被物理性或化學性接合至該些聚合物粒子表面的層，用以防止該些粒子聚集。
該些分散劑較佳的係具有一長鏈(至少八個原子)，其可以在烴類溶劑中穩定該些聚合物粒子。此些分散劑可以為丙烯酸酯基封端或是乙烯基封端的巨型分子，該些分散劑合宜的原因為丙烯酸酯基團或乙烯基團能夠在反應媒介中與該單體共聚。
分散劑的一明確範例為丙烯酸酯基封端的聚矽氧烷(Gelest的MCR-M17、MCR-M22)。
另一種類型的合宜分散劑為聚乙烯巨型單體，如下面所示：CH3-[-CH2-]n-CH2O-C(=O)-C(CH3)=CH2
該巨型單體的骨幹可以為聚乙烯鏈並且n可以為30至200。此類型巨型單體的合成可以在Seigou Kawaguchi等人所發表的Designed Monomers and Polymers,2000,3,263中發現。
倘若該流體系統被氟化的話，那麼，該些分散劑較佳的係同樣被氟化。
或者，該些實質上不帶電的中性浮力粒子亦可以由塗佈著一聚合殼體的核心粒子所形成，並且舉例來說，該殼體可以由上面所確認的 任何聚合材料來形成。
該核心粒子可以為：無機顏料，例如，TiO2、ZrO2、ZnO、Al2O3、CI顏料黑26或28或類似物(舉例來說，鐵錳黑尖晶石或銅鉻黑尖晶石)；或是有機顏料，例如，花青藍、花青綠、二芳基化物黃二芳基化物AAOT黃、以及奎阿啶酮(quinacridone)、偶氮類(azo)、若丹明類(rhodamine)、Sun Chemical所售的苝類(perylene)顏料系列、Kanto Chemical所售的Hansa黃G粒子、以及Fisher所售的Carbon Lampblack、或是類似物。
於核心-殼體型的實質上不帶電中性浮力粒子的情況中，該些粒子可以藉由微型囊封(microencapsulation)方法來形成，例如，凝聚、界面聚縮、界面交聯、現場聚合、或是基質聚合。
該些實質上不帶電的中性浮力粒子的尺寸較佳的係落在約100奈米至約5微米的範圍之中。
該流體中可能有被併入作為添加物的其它粒子物質，用以強化該顯示裝置的效能，例如，切換速度、成像雙穩定性、以及可靠度。
散佈著該三種類型顏料粒子的溶劑為清澈且無色。較佳的係，其具有低黏稠性並且介電常數落在約2至約30的範圍中；對高粒子移動率來說，較佳的係，落在約2至約15的範圍中。合宜介電溶劑的範例包含：烴類，例如，異烷烴類(isopar)、十氫萘(DECALIN)、5-亞乙基-2-冰片烯、脂肪油、石蠟油、矽質流體；芳香烴類，例如，甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、苯基二甲基乙烷(phenylxylylethane)、十二烷基苯(dodecylbenzene)、或是烷基萘(alkylnaphthalene)；鹵化溶劑，例如，全氟萘烷(perfluorodecalin)、全氟甲苯(perfluorotoluene)、全氟二甲苯(perfluoroxylene)、二氯三氟甲苯 (dichlorobenzotrifluoride)、3,4,5-三氯三氟甲苯(3,4,5-trichlorobenzotrifluoride)、五氟氯苯(chloropentafluoro-benzene)、二氯壬烷(dichlorononane)、或是五氯苯(pentachlorobenzene)；以及全氟化溶劑，例如，位在美國明尼蘇達州聖保羅市的3M Company所售的FC-43、FC-70、或是FC-5060；低分子重量的含鹵素聚合物，例如，位在美國俄勒岡州波特蘭市的TCI America所售的聚全氟丙烯氧化物(poly(perfluoropropylene oxide))；聚氯三氟乙烯(poly(chlorotrifluoro-ethylene))，例如，位在美國新澤西州里弗埃奇市的Halocarbon Product Corp.所售的鹵碳化合物油(Halocarbon Oil)；全氟聚烷基醚(perfluoropolyalkylether)，例如，位在美國德拉瓦州的DuPont所售的Ausimont油或Krytox油以及Greases K-Fluid系列；Dow-corning所售的基於二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)的矽利康油(silicone oil)(DC-200)。
該三種類型帶電顏料粒子中的其中兩種類型帶電顏料粒子攜載相反電荷極性並且第三類型帶電顏料粒子輕度帶電。「輕度帶電」一詞的用意在於表示該些粒子的電荷位準小於較強帶電粒子的電荷強度約50%，較佳的係，約5%至約30%。於一實施例中，該電荷強度可以依照界達電位(zeta potential)來測量。於一實施例中，界達電位係由具有CSPU-100信號處理單元的Colloidal Dynamics AcoustoSizer IIM來決定，ESA EN# Attn貫流室法(K：127)。儀器常數(例如，在樣本中所使用的溶劑的密度、溶劑的介電常數、溶劑中的聲音速度、溶劑的黏度)全部會在測試之前先在測試溫度處(25℃)被輸入。顏料樣本會散佈在該溶劑(其通常為具有少於12個碳原子的烴類流體)之中，並且被稀釋至重量百分率介於5%至10%之間。該樣本還包含一電荷控制劑(由Berkshire Hathaway公司旗下的Lubrizol Corporation 所售的Solsperse 17000®，「Solsperse」為註冊商標)，該電荷控制劑與該些粒子的重量比為1：10。經稀釋樣本的質量會被決定並且該樣本接著會被載入該貫流室之中，用以決定該界達電位。
倘若黑色粒子帶正電並且白色粒子帶負電的話，那麼，該些彩色顏料粒子則可能為輕度帶電。換言之，於此範例中，由黑色粒子與白色粒子所攜載的電荷強度遠大於由彩色粒子所攜載的電荷。
此外，攜載輕度電荷的第三類型帶電粒子的電荷極性和其它兩種類型較強帶電粒子中任一種類型所攜載的電荷極性相同。
該三種類型帶電粒子可以有不同的尺寸。於一實施例中，該三種類型粒子中其中一種類型大於另外兩種類型。應該注意的係，在該三種類型粒子中，其中一種類型輕度帶電的粒子較佳的係具有較大的尺寸。舉例來說，黑色粒子與白色粒子兩者為相對小並且它們的尺寸(經由動態光散射所測得)範圍可以從約50nm至約800nm，並且更佳的係，從約200nm至約700nm，且於此範例中，輕度電荷的彩色粒子較佳的係比該些黑色粒子與白色粒子大了約2倍至約50倍，並且更佳的係，從約2倍至約10倍。
在本發明的背景中，「臨界電壓」或「電場臨界值」一詞的定義為當一像素從與一群粒子的顏色狀態不同的顏色狀態處被驅動時可被施加至該群粒子維持一段時間週期卻不會導致該些粒子出現在該像素的觀看側處的最大電場。在本申請案中，「觀看側」一詞係指一顯示層中影像會被觀看者看見的第一表面。
臨界電壓或電場臨界值為該些帶電粒子的固有特徵或額外誘發的特性。
於前者的情況中，該臨界電壓或電場臨界值係依賴於相反帶電粒子之間或是粒子與特定基板表面之間的特定吸引力被產生。
於額外誘發臨界電壓或電場臨界值的情況中，一用以誘發或增強電泳流體之臨界值特徵的臨界劑(threshold agent)可以被加入。該臨界劑可以為可溶解或可分散於該電泳流體的溶劑或溶劑混合物之中的任何材料並且攜載或誘發與該些帶電粒子之電荷相反的電荷。該臨界劑可能受到外加電壓變化的影響或者不受影響。「臨界劑」一詞可以廣泛包含染料或顏料、電解質或聚合電解質、聚合物、寡聚體、表面活性劑、電荷控制劑、以及類似物。
和臨界劑有關的額外資訊可以在美國專利案第8,115,729號中找到，本文以引用的方式將其內容完整併入。
下面為用以解釋本發明的範例。
範例
本範例呈現在圖2中。本範例假設黑色粒子(22)具有5V的臨界電壓。所以，倘若外加電壓電壓差為5V或更低的話，該些黑色粒子(22)不會移動至觀看側。
白色顏料粒子(21)帶負電，而黑色顏料粒子(22)帶正電，並且兩種類型的顏料粒子皆小於彩色粒子(23)。
該些彩色粒子(23)攜載和具有該臨界電壓的黑色粒子相同的電荷極性，但是為輕度帶電。因此，當外加電壓電為高於該些黑色粒子的臨界電壓時，因為它們所攜載的較強電荷強度的關係，該些黑色粒子的 移動快過該些彩色粒子(23)。
第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子(24)。
在圖2a中，外加的電壓電位差為+15V。於此情況中，白色粒子(21)移動至像素電極(26)附近或像素電極(26)處，而該些黑色粒子(22)與該些彩色粒子(23)移動至共用電極(25)附近或共用電極(25)處。因此，在觀看側處會看見黑色。該些彩色粒子(23)雖然朝共用電極(25)移動；然而，因為它們的電荷強度較低並且尺寸較大的關係，它們的移動慢於該些黑色粒子。
在圖2b中，當一-15V的電壓電位差被施加時，白色粒子(21)移動至共用電極(25)附近或共用電極(25)處，而該些黑色粒子與該些彩色粒子移動至像素電極(26)附近或像素電極(26)處。因此，在觀看側處會看見白色。
彩色粒子(23)朝該像素電極移動，因為它們同樣帶正電。然而，因為它們的電荷強度較低並且尺寸較大的關係，它們的移動慢於該些黑色粒子。
在圖2c中，+5V的電壓電位差為被施加至圖2(b)中的流體。於此情況中，該些帶負電的白色粒子(21)會朝像素電極移動(26)。黑色粒子(22)移動極少，因為它們的臨界電壓為5V。由於彩色粒子(23)沒有顯著臨界電壓的關係，它們會移動至共用電極(25)附近或共用電極(25)處，而該些黑色粒子與該些彩色粒子移動至像素電極(26)附近或像素電極(26)處，且因此，在觀看側處會看見該些彩色粒子的顏色。
於本發明此項觀點的一實施例中，被加入至該流體的該些實質上不帶電的中性浮力粒子(24)可以有與該三種類型帶電顏料粒子中其中 一者的顏色在視覺上實質上相同的顏色。舉例來說，於一顯示流體中可以有帶電的黑色粒子、帶電的白色粒子、輕度帶電的彩色粒子、以及實質上不帶電的中性浮力粒子，並且該些實質上不帶電的中性浮力粒子可以為黑色、白色、或者具有與該些彩色粒子相同的顏色。
於另一實施例中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子可以有與該三種類型帶電顏料粒子中任一者的顏色在實質上不相同的顏色。
一顯示裝置包括本發明的電泳流體，其包括三種類型帶電粒子以及第四類型粒子，該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子，該顯示裝置能夠分別顯示該三種類型帶電粒子的顏色，但是不會顯示該第四類型粒子的顏色。
該流體中有該些實質上不帶電的中性浮力粒子存在會提高入射光的反射，尤其是如果該些粒子由反射材料所形成的話。因此，對比率會改善。
藉由在該三帶電粒子流體系統中加入該些實質上不帶電的中性浮力粒子可以改善影像穩定性。該些實質上不帶電的中性浮力粒子能夠填入因該些帶電顏料粒子在一驅動電場下被包覆在一電極表面上方所導致的間隙中，從而防止該些帶電顏料粒子因重力作用力而沉澱。
此外，倘若該些實質上不帶電的中性浮力粒子為白色的話，它們還可以提高該顯示器的反射係數。倘若它們為黑色的話，它們可以強化被顯示的黑色。
一電泳顯示裝置中的電泳流體係被填入於顯示胞體中。該些顯示胞體可以為如美國專利案第6,930,818號中所述的類杯狀微胞體，本文 以引用的方式將其內容完整併入。不論它們的形狀或尺寸為何，該些顯示胞體亦可以為其它類型的微容器，例如，微囊體、微通道、或是等效物。前述全部落在本申請案的範疇內。
於本發明的一實施例中，運用本發明的電泳流體的顯示裝置係一種高光突顯(high-light)顯示裝置，並且於此實施例中，該些彩色粒子在所有顯示胞體中為相同的顏色。倘若該些顯示胞體對齊該些像素電極的話，每一個顯示胞體皆為此高光突顯顯示裝置中的一個像素。不過，於高光突顯顯示裝置中，該些顯示胞體可以對齊該些像素電極或是不對齊該些像素電極。
於另一實施例中，運用本發明的電泳流體的顯示裝置可以係一種多色(multi-color)顯示裝置。於此實施例中，該些彩色粒子在該些顯示胞體中為不同的顏色。於此實施例中，該些顯示胞體與該些像素電極為對齊。
本文雖然已經參考本發明的特定實施例說明過本發明；不過，熟習本技術的人士便應該瞭解，可以對其進行各種改變並且可以等效例替代而不會脫離本發明的真實精神與範疇。此外，亦可以進行許多修正以便讓某種特殊情形、材料、組合物、處理、(多道)處理步驟適應於本發明的目標以及範疇。本發明希望所有此些修正皆落在隨附申請專利範圍的範疇裡面。
11‧‧‧白色粒子
12‧‧‧黑色粒子
13‧‧‧彩色粒子
14‧‧‧共用電極
15‧‧‧電極層
15a‧‧‧像素電極
16‧‧‧第一表面
17‧‧‧第二表面
18‧‧‧實質上不帶電的中性浮力粒子

Claims (14)

  1. 一種顯示層，其包括一電泳流體、在觀看側上的一第一層及在該第一層的相反側上的一第二層，該電泳流體被夾設在一共用電極與一像素電極層之間，該電泳流體包括一第一類型粒子、一第二類型粒子、一第三類型粒子、以及一第四類型粒子，該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中，該些第一類型粒子、第二類型粒子、以及第三類型粒子分別具有彼此不同的第一光學特徵、第二光學特徵、以及第三光學特徵，該第一類型粒子具有一種極性的電荷並且該些第二類型粒子與第三類型粒子具有相反極性的電荷，以及該第二類型粒子具有一電場臨界值，俾使得：(a)施加一電壓電位差於該共用電極與一像素電極之間以產生一電場，其中該電場是比該電場臨界值更強並且該電壓電位差具有和該第二類型粒子相同的極性，從而導致一對應於該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第二光學特徵；(b)施加一電壓電位差於該共用電極與一像素電極之間以產生一電場，其中該電場是比該電場臨界值更強並且該電壓電位差具有和該第一類型粒子相同的極性，從而導致一對應於該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第一光學特徵；或是(c)一旦該第一光學特徵被顯示在該第一表面處，施加一電壓電位差於該共用電極與一像素電極之間，其中該電場是等於或比該電場臨界值更弱並且該電壓電位差具有和該第三類型粒子相同的極性，從而導致一對應於 該像素電極的區域在該第一表面處顯示該第三光學特徵。
  2. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該第一類型粒子與該第二類型粒子分別為白色與黑色。
  3. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該第三類型粒子為非白色且非黑色。
  4. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該光學特徵為顏色狀態。
  5. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群組中的材料所形成：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、多酚類、以及聚矽氧烷。
  6. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群中的材料所形成：聚甲丙烯酸五溴苯酯、聚2-乙烯基萘、聚甲基丙烯酸萘基酯、聚α-甲基苯乙烯、聚N-苯基甲基丙烯醯胺、以及聚甲基丙烯酸苯基酯。
  7. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，在該電泳流體中的該些實質上不帶電中性浮力粒子的體積百分率濃度在0.1%至10%的範圍之中。
  8. 根據申請專利範圍第1項的顯示層，其中，該顯示層顯示該第一類型粒子的顏色、該第二類型粒子的顏色、以及該第三類型粒子的顏色，但是不顯示該第四類型粒子的顏色。
  9. 一種電泳流體，該流體包括一第一類型粒子、一第二類型粒子、一第三類型粒子、以及一第四類型粒子，所有該些粒子都散佈在一溶劑或溶劑混合物之中，其中：(a)該第一類型粒子與該第二類型粒子攜載相反的電荷極性； (b)該第三類型粒子的電荷極性與該第一類型粒子或該第二類型粒子相同，但是具有較低的強度；(c)該第一類型粒子或第二類型粒子只要與該第三類型顏料粒子具有相同電荷極性就具有一臨界電壓；以及(d)該第四類型粒子為實質上不帶電的中性浮力粒子。
  10. 根據申請專利範圍第9項的流體，其中，該第一類型粒子與該第二類型粒子分別為白色與黑色。
  11. 根據申請專利範圍第9項的流體，其中，該第三類型粒子為非白色且非黑色。
  12. 根據申請專利範圍第9項的流體，其中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群組中的材料所形成：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、多酚類、以及聚矽氧烷。
  13. 根據申請專利範圍第9項的流體，其中，該些實質上不帶電的中性浮力粒子係由選擇自由下面所組成之群組中的材料所形成：聚甲丙烯酸五溴苯酯、聚2-乙烯基萘、聚甲基丙烯酸萘基酯、聚α-甲基苯乙烯、聚N-苯基甲基丙烯醯胺、以及聚甲基丙烯酸苯基酯。
  14. 根據申請專利範圍第9項的流體，其中，該些實質上不帶電中性浮力粒子的體積百分率濃度在0.1%至10%的範圍之中。
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