專利名稱：：電泳介質(zhì)和包含電泳介質(zhì)的電泳顯示器的制作方法電泳介質(zhì)和包含電泳介質(zhì)的電泳顯示器本發(fā)明屬于分案申請，母案的申請?zhí)枮?00480018383X,其發(fā)明名稱為電泳顯示器。本發(fā)明的在先申請?zhí)枮閁S60/320158，其優(yōu)先權(quán)日為2003年5月2日。本發(fā)明涉及含有大量受控的顏料的電泳顯示器。多年以來，基于微粒的電泳顯示器一直是研究和開發(fā)的熱點。在這種類型的顯示器中，受電場的影響，大量的帶電微粒在懸浮液中移動。與液晶顯示相比，電泳顯示可提供令人滿意的亮度和對比度、寬視角、狀態(tài)的雙穩(wěn)定性以及低功耗等品質(zhì)。(這里使用的術(shù)語"雙穩(wěn)態(tài)的"和"雙穩(wěn)定性"在本領(lǐng)域中一般指顯示器包含具有第一和第二顯示狀態(tài)的顯示元件，在第一和第二顯示狀態(tài)下至少有一種光學(xué)特性是不同的，這樣，在任何給定元件被驅(qū)動后，通過一個有限持續(xù)時間的尋址脈沖，呈現(xiàn)其第一顯示狀態(tài)或第二顯示狀態(tài)，當(dāng)尋址脈沖結(jié)束后，該狀態(tài)將持續(xù)至少是改變顯示元件的狀態(tài)所需要的最小尋址脈沖持續(xù)時間的好幾倍，例如至少四倍)。然而，這些顯示器的長期成像質(zhì)量問題阻礙了它們被廣泛使用。例如，形成電泳顯示的微粒趨于沉淀，導(dǎo)致這些顯示器的使用壽命不足。最近，許多被授權(quán)或在美國麻省理工學(xué)院(MIT)和EInk公司名義下的、描述包囊電泳介質(zhì)(encapsulatedelectrophoreticmedia)的專利和申請被公布。這種包嚢電泳介質(zhì)包括許多小膠嚢，各小膠嚢本身構(gòu)成一個內(nèi)相(internalphase),所述內(nèi)相含有懸浮在液態(tài)懸浮介質(zhì)內(nèi)的電泳移動微粒；這種包嚢電泳介質(zhì)還包含環(huán)繞內(nèi)相的嚢壁。通常，膠嚢本身被保持在聚合物粘合劑內(nèi)，以在兩個電極之間形成一個粘合層。這種包嚢介質(zhì)在下列專利中被描述過例如美國專利Nos.5，930,026;5,961,804;6，017，584;6,067,185;426;6,120,5886，120,839j6，124，851;6,130,773;774;6，172，7986，177，921;6，232，950;6,249，721;564;6，262，7066,262,833^6，300，932;6，312,304;971;6，323，9896,327，072j6,376，828;6，377，387;785;6,392，7866，413，790;6,422,687;6,445,374j489;6,459,4186,473,072;6，480，182;6，498,114;524;6,506，4386，512，354',6，515，649j6，518，949;489;6，531,9976,535，197;6，538,801;6，545,291;545;6,639,5786,652，075;6，657，772j6，664，944;725;6,683，3336，704，133;6，710，540;6，721，083j519;和6，727，881;以及美國專利申請7>布Nos.2002/00190812002/00212702002/01137702002/01806872003/00118682003/00531892003/01377172003/02223152004/0027327;2002/00603212002/01308322002/01806882003/00208442003/01028582003/01517022004/0008398;2002/00636612002/01311472002/01853782003/00258552003/01329082003/02146952002/00909802002/01719102003/00115602003/00387552003/01375212003/02146972004/0012839;2004/0014265;和以及國際申請公布Nos.WO99/67678;WO00/05704WO00/26761;WO00/36560;WO00/38000;WO00/38001;WO00/67110WO00/67327;WO01/07961;WO01/08241;WO03/107315;WO04/017135WO04/023195;和WO04/023202。許多前面提到的專利和申請認(rèn)為在包嚢電泳介質(zhì)中，環(huán)繞離散的微膠嚢的壁可以被連續(xù)相所替代，從而產(chǎn)生一個所謂的"聚合物分散電泳顯示器"，其中的電泳介質(zhì)包含一個大量離散的電泳液的微滴和聚合材料的連續(xù)相；并且這些專利和申請認(rèn)為可將這種聚合物分散電泳顯示中離散的電泳液的微滴看作是膠嚢或微膠嚢，雖然沒有離散的嚢膜與各獨立的微滴相關(guān)聯(lián)；可參見比如前述的2002/0131147。因此，就本申請而言，這種聚合物分散電泳介質(zhì)被認(rèn)為是包嚢電泳介質(zhì)的亞種。包嚢電泳顯示器通常不會遭受傳統(tǒng)電泳裝置的凝聚與沉淀故障并且還提供了更多的益處，例如能夠在各種各樣柔性和剛性的襯底上印刷或涂敷顯示面。(所使用的單詞"印刷"將包括所有形式的印刷和涂敷，包括但不限于預(yù)計量涂敷，如補片涂敷、縫隙或擠壓涂敷、滑動或疊層涂敷、幕涂；輥涂，如刮刀輥涂、向前和向后輥涂；照相凹版式涂敷；浸漬涂敷；噴涂；彎液面涂敷；旋轉(zhuǎn)涂敷；刷涂；氣刀涂敷；絲網(wǎng)印刷過程；靜電印刷過程；熱敏印刷過程；噴墨印刷過程；以及其它類似的技術(shù)。)因此，由此生成的顯示面可具有柔性。另夕卜，因為顯示媒介可以被打印(使用各種方法)，因此顯示器本身的制造成本可以很低廉。一種相關(guān)類型的電泳顯示是所謂的"微胞電泳顯示"，有時也被稱為"微杯電泳顯示"。在微胞電泳顯示器中，帶電微粒和懸浮液未被封裝進(jìn)膠嚢內(nèi)，而是被保持在多個空腔內(nèi)，而這些空腔是在載體介質(zhì)(通常為聚合薄膜)內(nèi)形成的。參見如國際申請公布W002/01281和美國專利申請公布2002/0075556,均已轉(zhuǎn)讓給了SipixImaging有限公司。在下文中，用術(shù)語"微腔電泳顯示"涵蓋包嚢電泳顯示和微胞電泳顯示。公知的微腔電泳顯示可分成兩種主要類型，在下文中，為方便起見，可分別將這兩種主要類型稱為"單微粒"和"雙微粒"。單微粒介質(zhì)只有懸浮在彩色介質(zhì)中的單一類型的電泳微粒，這種彩色介質(zhì)的至少一種光學(xué)特性是與微粒不同的。(在提到單一類型微粒時，并不意味著這種類型的所有微粒都是絕對相同的。例如，假如這種類型的所有微粒具有完全相同的光學(xué)特性和極性相同的電荷，但在不影響介質(zhì)效用的條件下，可容許如微粒尺寸和電泳移動性這樣的參數(shù)中相當(dāng)大的變化)。光學(xué)特性通常指人類眼睛可看見的顏色，但是，在表示非可見波長下吸收或反射差異的更寬泛的意義上，可另選或增加的光學(xué)特性可以是反射率、后向反射率、發(fā)光、熒光、磷光或顏色等中的任何一個或多個。將這種介質(zhì)放置在一對電極之間，這兩個電極中至少有一個是透明的，依賴于這兩個電極的相對電位，該介質(zhì)可顯示這些微粒的光學(xué)特征(此時微粒接近距離觀測者較近的電極，在下文中該電極被稱作"前"電極)或者顯示懸浮介質(zhì)的光學(xué)特征(此時微粒接近距離觀測者較遠(yuǎn)的電極(下文稱作"后"電極)，使微粒被彩色懸浮介質(zhì)掩藏)。雙微粒具有兩種不同類型的微粒，這兩種不同類型微粒中的至少一種光學(xué)特性與懸浮液不同，所述的懸浮液可以為有色或無色，但通常是無色的。這兩種類型微粒的電泳移動性是不同的；這種移動性差異可表現(xiàn)為極性差異(在下文中這種類型被稱為"異性電荷雙微粒"介質(zhì))和/或量級差異。當(dāng)這種雙微粒介質(zhì)被放置在前述的電極對之間時，依賴于這兩個電極的相對電位，介質(zhì)可顯示任一組微粒的光學(xué)特性，雖然使其實現(xiàn)的恰當(dāng)方式并不相同，這取決于其移動性差異是在極性上還是在量級上。為了易于說明，考慮一種電泳介質(zhì)，其中一種類型的微粒是黑色的而另一種類型的微粒是白色的。如果這兩種類型的微粒存在極性差異(例如黑色微粒帶正電荷而白色微粒帶負(fù)電荷)，則微粒將被吸附到兩個不同的電極上，這樣，如果例如相對于后電極，前電極為負(fù)，則黑色微粒將被吸附到前電極上而白色微粒將被吸附到后電極上，因此在觀察者看來介質(zhì)將顯現(xiàn)黑色。相反，如果相對于后電極，前電極為正，則白色微粒將被吸附到前電極上而黑色微粒將被吸附到后電極上，因此在觀察者看來介質(zhì)將顯現(xiàn)白色。如果這兩種類型微粒帶有相同極性的電荷但存在電泳移動性差異(在下文中這種類型介質(zhì)被稱為"同性電荷雙微粒"介質(zhì))，則兩種類型微粒將被吸附到同一電極上，但是一種類型將先于另一種類型到達(dá)電極，這樣，依賴于微粒被吸附到哪個電極，面向觀察者的類型是不同的。例如，與前面所說明的不同，黑色和白色微粒均帶正電荷，但是黑色微粒具有較高的電泳移動性。如果相對于后電極，現(xiàn)在前電極為負(fù)，則黑色和白色微粒都將被吸附到前電極上，但是黑色微粒由于其較高的移動性將首先到達(dá)前電極，這樣黑色微粒層將包敷前電極，在觀察者看來介質(zhì)將顯現(xiàn)為黑色。相反，如果相對于后電極，前電極為正，則黑色和白色微粒將被吸附到后電極上，但是黑色微粒由于其較高的移動性將首先到達(dá)后電極，這樣黑色微粒層將包敷后電極而白色微粒層遠(yuǎn)離后電極并面向觀察者，結(jié)果是在觀察者看來介質(zhì)將顯現(xiàn)為白色。值得注意的是，這種類型的雙微粒介質(zhì)要求懸浮液要足夠透明，以使得白色微粒層遠(yuǎn)離后電極而易于被觀察者看到。通常，這種顯示中的懸浮液完全無色，但是可組合進(jìn)某些顏色來矯正透過懸浮液看到的白色顆粒中的任何不合乎要求的色彩。前述的EInk和MIT專利和申請中的某一些描述了在單個膠嚢中有不止兩種類型電泳微粒的電泳介質(zhì)。目前，這種多微粒介質(zhì)被視為雙微粒介質(zhì)的子類。單微粒和雙微粒電泳顯示器都能顯示具有介于已描述過的兩個極端光學(xué)狀態(tài)的光學(xué)特性的中間灰色狀態(tài)。微腔電泳顯示器可包含任意適當(dāng)形狀的微腔；例如，某些前述的EInk和MIT專利和申請(尤其見美國專利申請6,067,185和6,392，785)描述了包嚢電泳顯示，在包嚢電泳顯示中，最初為球形的膠嚢被拉平，使得膠嚢基本上為扁橢球形狀。當(dāng)大量這種扁橢球形膠囊被沉淀到襯底上時，嚢壁可彼此接觸，直至膠嚢接近填密狀態(tài)，在該狀態(tài)下，相鄰的嚢壁彼此靠著被拉平，因此膠嚢完全呈現(xiàn)為多棱柱體形式。理論上，在膠嚢填密層中，單個膠嚢將呈現(xiàn)為六角棱柱體形式，并且實際上，某些包嚢電泳介質(zhì)的顯微照片表現(xiàn)為非常接近這種狀態(tài)。然而，更典型的是，單個膠嚢完全呈現(xiàn)為不規(guī)則的多棱柱體形式。在聚合物分散的包嚢電泳介質(zhì)中，當(dāng)然不存在獨立的膠嚢，但是內(nèi)相的微滴可呈現(xiàn)與已經(jīng)討論過的膠嚢相類似的形式。所以，微腔電泳顯示器中的微腔可以是不規(guī)則的。下面的討論將考慮片狀薄膜形式的微腔，所述的微腔基本具有帶X和Y軸的平面尺寸以及更小的、與該平面相垂直的、被表示為z軸的尺寸。沿z軸的微腔平均內(nèi)部高度將表示為微腔的"內(nèi)相高度，，或"IP高度"。與微腔的XY平面平行并且不包^舌膠嚢或空腔壁的平均面積(沿Z軸方向平均)將被表示為"IP面積"，而包括膠嚢或空腔壁的對應(yīng)的平均面積將被表示為"膠嚢面積，，。與任意高度上微腔的XY平面平行且不包括膠嚢或空腔壁的最大直徑將被表示為"IP直徑"，而包括了膠嚢或空腔壁的相應(yīng)平均直徑將表示為"膠嚢直徑"。眾所周知，優(yōu)化電泳和其它電光顯示的光學(xué)性能的理想方式是使顯示區(qū)域的活性部分(也就是，當(dāng)電場被施加于電光介質(zhì)時能夠改變光學(xué)狀態(tài)的顯示區(qū)域部分)最大化。當(dāng)被施加電場時，顯示的非活性區(qū)域(例如常常在液晶顯示器中用到的黑底以及微腔電泳顯示中被嚢壁或微腔壁占據(jù)的區(qū)域)并不改變光學(xué)狀態(tài)，從而減少了顯示的極端光學(xué)狀態(tài)之間的對比度。然而，在已公布的文獻(xiàn)中較少考慮有關(guān)影響電泳顯示光學(xué)性能的其它參數(shù)，尤其是較少考慮電泳介質(zhì)中所需要的顏料量。這可能部分緣于下列事實文獻(xiàn)中所討論的大多數(shù)電泳顯示器是單微粒電泳顯示器，在這種顯示器中，電泳介質(zhì)厚度的限制因素通常是懸浮液中染料的光學(xué)密度而不是呈現(xiàn)的顏料量。雙微粒電泳顯示的情形不是這樣的，且使用比在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)電泳顯示中所用光學(xué)密度還高的染料的單微粒顯示的情形也不是這樣。目前已發(fā)現(xiàn)電泳顯示的光學(xué)性能實質(zhì)上受到電泳介質(zhì)中呈現(xiàn)的顏料量的變化、介質(zhì)的IP高度和內(nèi)相的顏料裝填(即包含顏料的內(nèi)相體積的比例)的影響，并且本發(fā)明涉及電泳介質(zhì)和顯示器，其中，這些不同參數(shù)間的關(guān)系被控制，以改善(最好是優(yōu)化)介質(zhì)和顯示器的光學(xué)性能。因此，本發(fā)明提供了一種電泳介質(zhì)，所述電泳介質(zhì)具有限定至少一個包含一個內(nèi)相的微腔的壁，該內(nèi)相包含多個至少一種類型的懸浮在懸浮液中的、且一旦電泳介質(zhì)被加上電場就能在懸浮液中移動的電泳微粒，至少一個微腔的平均高度與電泳微粒的飽和微粒厚度除以內(nèi)相中電泳微粒的體積比率(vo1umefraction)的所得值相差不超過5微米。這里使用的微腔內(nèi)電泳微粒的"飽和微粒厚度"這個術(shù)語表示利用包含了剛好足夠的電泳顆粒的內(nèi)相在微腔的IP面積上形成的微粒層的厚度，如果在時間T內(nèi)將特定電場作用于介質(zhì)足以使電泳介質(zhì)在其極端光學(xué)狀態(tài)之間切換，則在0.95T至1.05T的范圍內(nèi)該特定電場作用的時間變化將不會使電泳介質(zhì)的兩種極端狀態(tài)中任一種的光學(xué)特性變化超過2個b單位，其中b具有通常的CIE定義。該飽和微粒厚度計算時不考慮填密因素；換句話說，假設(shè)電泳微粒在IP面積上構(gòu)成一個無空隙的完全密實的層，飽和微粒厚度是在該區(qū)域上構(gòu)成的層的假定厚度。例如，如果電泳介質(zhì)的IP高度為50微米并且容納了10%的電泳微粒體積，則其飽和微粒厚度為5微米。正如對熟悉多微粒層填密的人顯而易見的，該厚度不和所有微粒被驅(qū)使至微腔的一端表面時所構(gòu)成的微粒層的實際厚度相對應(yīng)，因為該顆粒層將不可避免地包含相當(dāng)量的空隙的容積部分。為了筒化起見，假定電泳介質(zhì)包括直徑基本相同的球形微粒，這些球形微粒構(gòu)成了一個密實層。因為密實均勻的球體的填密率近似為0.64,所以在^:腔一端表面構(gòu)成的層的實際厚度大約為5/0.64或7.8微米。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，在O.9T至1.1T的范圍內(nèi)，該特定電場作用的時間變化將不會使電泳介質(zhì)的兩種極端狀態(tài)下的光學(xué)特性變化超過2個L+單位，并且在本發(fā)明特別優(yōu)選的形式中，在0.8T至1.2T的范圍內(nèi)，該特定電場作用的時間變化將不會使電泳介質(zhì)的兩種極端狀態(tài)下的光學(xué)特性變化超過2個b單位。飽和微粒厚度通常介于約1微米至約5微米之間，并且最好是介于約1.5微米至約2.5微米之間。內(nèi)相中電泳微粒的體積比率(即電泳微粒所占據(jù)的內(nèi)相的體積比率)通常介于3%至40%之間，且最好是介于6%至18%之間。本發(fā)明的電泳介質(zhì)可以是上述類型中的任意一種。所以，電泳介質(zhì)可以是在有色懸浮液中包含單一類型電泳微粒的單微粒介質(zhì)。或者，電泳介質(zhì)可以是包含了第一類型電泳微粒和第二類型電泳微粒的雙微粒介質(zhì)，其中第一類型電泳微粒具有第一光學(xué)特性和第一電泳移動性，第二類型電泳微粒具有與第一光學(xué)特性不同的第二光學(xué)特性和與第一電泳移動性不同的第二電泳移動性。在這種雙微粒介質(zhì)中，懸浮液可以是無色的。電泳介質(zhì)可屬于微胞類型，其中的電泳微粒和懸浮液被保持在多個形成于載體介質(zhì)中的空腔內(nèi)?；蛘?，電泳介質(zhì)也可以是包嚢電泳介質(zhì)，其中的電泳微粒和懸浮液被保持在多個膠嚢內(nèi)。本發(fā)明尤其適用的一類顯示是所謂的"百葉窗式"微腔顯示。百葉窗式微腔顯示是這樣一種微腔顯示具有"不透明"光學(xué)狀態(tài)，在該狀態(tài)下顯示器(或其中任何已知像素)顯示顏色或電泳微粒的其它光學(xué)特征；具有第二光學(xué)狀態(tài)，在該狀態(tài)下電泳介質(zhì)或其中的像素是可透光的。這種百葉窗式顯示可以是單微?；螂p微粒類型，并且可具有不止兩種特定的光學(xué)狀態(tài)；例如，使用黑色和白色電泳微粒的雙微粒百葉窗式顯示可具有黑色不透明狀態(tài)、白色不透明狀態(tài)和透光狀態(tài)。通常通過將電泳微粒限制在每個微腔的橫截面積的較小部分上可產(chǎn)生百葉窗式顯示的透光狀態(tài)，這樣光束可以自由穿過該橫截面積的較大部分。將電泳微粒限制在橫截面積的較小部分可用下列方式實現(xiàn)通過使用定型的微腔(參見，如前述的美國專利Nos.6，130，774和6，172，798);通過將電極置于相對于微腔的特定位置(參見，如前迷的2002/0180688和日本已公布專利申請Nos.2002-174828和2001-356374);或通過電泳微粒的電泳驅(qū)動(參見，如2003年10月16日提交的同時待審的申請No.10/687，166)。雖然百葉窗式顯示的第二光學(xué)狀態(tài)在上文被認(rèn)為是"透光的，'，但是百葉窗式顯示器可包括有色或無色反射器，所述的有色或無色反射器鄰近微腔介質(zhì)并位于通常在觀察者看來是與微腔介質(zhì)相對置的一側(cè)(為方便起見，這個對置表面在下文中稱為微腔介質(zhì)的"后表面")，這樣(正如前述的同時待審的申請Nos.10/687，166所描述的)顯示的透光光學(xué)狀態(tài)實際上顯示了反射器的顏色(如果有的話K特別是，通過下列方式可構(gòu)成有利的彩色微腔顯示形式設(shè)置一個帶有多個像素電極的底板，在底板上構(gòu)成濾色器或反射器，接著在濾色器或反射器上形成一層百葉窗式微腔介質(zhì)。可通過光刻技術(shù)形成微胞介質(zhì)在濾色器上形成一層光刻膠，并以傳統(tǒng)方式進(jìn)行曝光和顯影，以此形成分隔離多個微胞的胞壁。另外，可在濾色器和其中的通過機械方式構(gòu)成的微腔上提供一個層(通常為聚合物層)，或者在濾色器上提供含有微腔的預(yù)成型層。在任一情形下，可用電泳混合物(電泳微粒加懸浮液)填充并封閉所形成的微腔。不論制造的精確方法和所用電泳介質(zhì)的確切類型如何，這種類型的彩色百葉窗式顯示器具有下列優(yōu)勢因為在形成和貼附濾色器時像素電極容易被看到，所以可簡化相對于像素電極設(shè)置濾色器的操作，更重要的是，將濾色器設(shè)置在像素電極附近可避免在與底板完全隔離的濾色器離軸時由于視差而產(chǎn)生的可見贗像(artifact)。這種百葉窗式微腔顯示的一個課題是確保令人滿意的對比度(contrastratio),因為即4吏是在這種百葉窗式顯示的透光光學(xué)狀態(tài)下，電泳微粒占據(jù)的各微腔的較小部分仍然顯示這些微粒的顏色(或者，在雙微粒顯示的情形下顯示的是相關(guān)顏色的混合)，并且該電泳微粒顏色的連續(xù)顯示降低了對比度。本發(fā)明可控制微腔顯示中所需電泳微粒的數(shù)量，因而使得在這種顯示的透光狀態(tài)下電泳微粒所占據(jù)的各微腔的面積為最d、并使對比度達(dá)到最大，同時仍提供足夠的電泳微粒以確保在顯示器的第一光學(xué)狀態(tài)下的良好光學(xué)特性。用于本發(fā)明電泳介質(zhì)的優(yōu)選白色電泳微粒包括二氧化鈦(Ti02)。如果電泳介質(zhì)為雙微粒類型，則電泳介質(zhì)還可能包括由碳黑或亞鉻酸銅構(gòu)成的黑色微粒，由碳黑或亞鉻酸銅構(gòu)成的黑色微粒具有的電泳移動性不同于二氧化鈦微粒的電泳移動性。本發(fā)明的有用實施例中的IP高度介于約10至約30微米之間，電泳微粒的體積比率介于約3%至約15%之間。優(yōu)選實施例中IP高度介于約12至約25微米之間，電泳微粒的體積比率介于約5°/。至約12%之間。內(nèi)相的粘度通常小于約5mPa.sec且通常大于lmPa.sec。本發(fā)明涉及一種電泳顯示器，所述電泳顯示器包含本發(fā)明的電泳介質(zhì)和至少一個被設(shè)在電泳介質(zhì)附近用來向該處施加電場的電極。通常，這種電泳顯示器設(shè)有一個后電極結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有多個用來向電泳介質(zhì)施加電場的電極。另一方面，本發(fā)明提供一種用于電泳顯示的電泳懸浮液，所述電泳懸浮液包含超過5%重量的白色微粒且該懸浮液的粘度介于約2至約7niPa.s之間。正如已經(jīng)描述過的，本發(fā)明的這種電泳懸浮液可包括本發(fā)明電泳介質(zhì)的優(yōu)選特征中的任何一種。如已指出，已發(fā)現(xiàn)在微腔電泳顯示中，存在一個優(yōu)選IP高度，該優(yōu)選IP高度與兩個關(guān)鍵變量相關(guān)，一個變量是電泳微粒的飽和微粒厚度(即獲得適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)狀態(tài)所需的各顏料的最小厚度)，另一變量是顯示器的內(nèi)相中該顏料的體積比率。初看起來，在電泳顯示中獲得"適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)狀態(tài)"似乎唯一地與用于任意給定應(yīng)用的顏料的所要求光學(xué)特性有關(guān)系。然而，已發(fā)現(xiàn)如果電泳介質(zhì)未包含足夠的顏料，則介質(zhì)的光學(xué)特性也可能會受到不利的影響；例如，如果電泳介質(zhì)包含的白色顏料不足，則該介質(zhì)在白色狀態(tài)下的反射率可能低于含有更多白色顏料的類似介質(zhì)在同一狀態(tài)下的反射率。由于各種技術(shù)原因，通常最好在與良好的光學(xué)特性相協(xié)調(diào)的條件下，將電泳介質(zhì)保持得盡可能薄。由于電泳微粒的移動速率是由電場強度確定的，并且由于(所有其它因素是均等的)電泳顯示中的電場強度與施加在電極之間的電壓除以電極之間的距離所得結(jié)果成正比，所以為了使工作電壓保持得盡可能低，通常最好是使這個距離保持最小值(也就是使電泳介質(zhì)保持得盡可能薄)，一般低工作電壓可降低顯示器的能耗(尤其是在手提式、電池驅(qū)動裝置的情形下)并使驅(qū)動顯示器所需的成本及電子電路的復(fù)雜度達(dá)到最小，這是合乎需要的。此外，電泳介質(zhì)保持得盡可能薄可減小顯示器在其極端光學(xué)狀態(tài)之間切換期間電泳微粒需移動的距離，從而在恒定電場作用下增加了顯示切換速度。同樣地，在某些應(yīng)用中，電泳顯示器因為其靈活性而顯得引人注目，并且很容易制造具有薄電泳介質(zhì)的柔性顯示器。因此，不難看出，電泳顯示應(yīng)當(dāng)具備最小的IP高度和較高的內(nèi)相中顏料的體積比率，以提供足夠的顏料，從而確保該顏料可見時的優(yōu)選光學(xué)狀態(tài)。然而，還存在一些相互抵消的因素。增加顏料的裝填通常會導(dǎo)致較高的內(nèi)相粘度，并且這種較高的粘度減小了電泳微粒的速度并且減緩了給定的電場作用下的顯示切換速度。所以，利用顏料、懸浮液、工作電壓和期望的切換時間的任意特定組合而獲得電泳介質(zhì)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜的課題。施加的電壓和電泳介質(zhì)的光學(xué)狀態(tài)之間復(fù)雜的關(guān)系使得這種情況變得更為復(fù)雜。正如在前述的2003/0137521和前述的EInk和MIT的其它一些專利和申請中所討論的，電泳介質(zhì)不再僅僅用作簡單的電壓切換器(如在液晶中所作的)而且在一級近似范圍內(nèi)充當(dāng)了脈沖切換器，這樣像素的最終狀態(tài)不僅依賴于所施加的電場還依賴于施加電場之前像素的狀態(tài)。當(dāng)期望在顯示器上生成被認(rèn)為應(yīng)當(dāng)均勻的顏色區(qū)域時，這類行為可導(dǎo)致嚴(yán)重的復(fù)雜性。比如，設(shè)想一個準(zhǔn)備用于在白色背景下讀取黑色文字(可帶或不帶插圖)的黑白顯示器。當(dāng)這種顯示被重寫時(即當(dāng)新的一頁一皮顯示時)，除非電泳介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和所用的驅(qū)動方案是經(jīng)過仔細(xì)選擇的，在大致均勻的白色背景中眾多像素的光學(xué)狀態(tài)之間會細(xì)微差別非常敏感，尤其是因為讀者習(xí)慣了打印頁面上高度均勻的白色背景。已發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中為了由微腔電泳介質(zhì)獲得良好的光學(xué)性能，使微腔的平均高度與飽和微粒厚度(如上面所定義的)及電泳介質(zhì)的內(nèi)相中電泳微粒體積比率相關(guān)聯(lián)是非常重要的。還發(fā)現(xiàn)存在一個對微腔電泳介質(zhì)來說優(yōu)選的IP高度。如果顏料的飽和厚度為T及內(nèi)相中顏料體積比率為F，則優(yōu)選IP高度為T/F,并且實際上最好是實際的IP高度與該最優(yōu)值相差不要超過大約5微米。當(dāng)電泳介質(zhì)包含兩種或更多種顏料時，應(yīng)當(dāng)針對各顏料單獨計算T/F值，并將優(yōu)選IP高度設(shè)置到結(jié)果得到的值中的最大值。顯然會看到在包含不止一種類型電泳微粒的電泳介質(zhì)中，每種類型的微粒都有自己的飽和微粒厚度。單微粒電泳介質(zhì)通常包括有色懸浮液中的白色顏料，而雙微粒電泳介質(zhì)通常包括無色懸浮液中的白色和黑色微粒。然而，在這兩種情形下，臨界飽和微粒厚度通常指白色微粒的飽和微粒厚度，因為白色微粒使光散射而黑色微粒吸收光，并且使光散射所需的顏料厚度要大于吸收光所需的顏料厚度。已發(fā)現(xiàn)如果電泳介質(zhì)中微腔的IP高度明顯大于該優(yōu)選T/F值，則顯示性能會降低。一個原因是顏料到達(dá)微腔壁所必須移動的距離比專交大。第二個原因是相對于加在內(nèi)相兩端的給定電壓場，場強下降。較低的場強減小了微粒的速度。此外，在多顏料系統(tǒng)中，異性電荷微粒趨于凝聚，較低場強減少了被分離的聚集體的數(shù)目。另一方面，如果微腔的IP高度明顯小于這個優(yōu)選值，則由于顏料的光學(xué)密度不足而無法達(dá)到所期望的光學(xué)狀態(tài)。為了評估各種電泳介質(zhì)，可測量總的顏料"飽和厚度"，所述總的顏料飽和厚度由脈沖持續(xù)時間和加在內(nèi)相兩端的電場電平獲得，在其作用下脈沖周期的變化將使顏料的光學(xué)特性改變不超過所要求的可視贗像的臨界值。在一個典型的白色/黑色切換速度大約為300毫秒的系統(tǒng)中，在一個飽和厚度處，15伏電壓下50毫秒的脈沖持續(xù)時間的變化將使光學(xué)特性改變不超過2L*。在使用更快切換電泳介質(zhì)的系統(tǒng)中，如果脈沖持續(xù)時間變化為典型的介質(zhì)的白色/黑色切換速度的5-20V。時光學(xué)特性的改變不超過2L*，則飽和厚度可能是適當(dāng)?shù)?。正如前面提到的，為了清楚地定義，這里所用的術(shù)語微腔中電泳微粒的"飽和微粒厚度"表示用包含剛好足夠的電泳微粒的內(nèi)相在微腔的IP面積上構(gòu)成的微粒層的厚度(假定100%填密)，如果在時間T內(nèi)施加在介質(zhì)上的特定電場足以使電泳介質(zhì)在其極端的光學(xué)狀態(tài)之間切換，則在0.至1.05T的范圍內(nèi)(即±5%的時間變化)該特定電場作用時間的變化將不會使電泳介質(zhì)的兩種極端狀態(tài)中的任一種的光學(xué)特性變化超過2個b單位。理想的情形是，系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)得起±10%的時間變化，且最好經(jīng)得起±20%的時間變化，同時光學(xué)特性的變化不超過2L*。用于電泳介質(zhì)的優(yōu)選白色顏料是二氧化鈦。正如在前面提到的2002/0185378或2003年10月28日^是交的同時待審的相關(guān)美國申請No.60/481，572中所描述的，二氧化鈦最好具有一個二氧化硅和/或氧化鋁涂層的表面，且最好還涂有一層聚合物。如顏料和涂料領(lǐng)域所公知，理想的情形是，該二氧化鈦微粒的直徑應(yīng)當(dāng)介于0.1微米和0.5微米之間，并且為了以最小厚度獲得最大散射效率，理想的直徑介于0.2微米和0.4微米之間。然而，還可使用包含了多重顏料微粒的合成微粒。多少取決于所用的尋址波形，二氧化鈦微粒(尤其是在前述的2002/0185378和60/481,572中描述過的那些微粒)可具有范圍在約1至10微米的飽和微粒厚度，并且最好是約1至5微米的范圍。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的一種優(yōu)選的二氧化鈦/碳黑雙微粒電泳介質(zhì)中，使用15伏的優(yōu)選尋址脈沖和介于200至500毫秒之間的脈沖持續(xù)時間，二氧化鈦提供了厚度介于1.5和2.5微米之間的適當(dāng)覆蓋層。在另一種具有較低粘度、在脈沖持續(xù)時間為100毫秒的15伏脈沖驅(qū)動下較快切換的內(nèi)相切換的優(yōu)選電泳介質(zhì)中，二氧化鈦也提供了厚度介于1.5和2.5微米之間的適當(dāng)覆蓋?？捎脕嗐t酸銅微粒代替碳黑微粒作為本發(fā)明雙微粒介質(zhì)中的黑色微粒(或者，當(dāng)然在單微粒介質(zhì)中也需要黑色微粒)。電泳介質(zhì)中亞鉻酸銅微粒的制備和使用已在2004年2月11日提交的同時待審的相關(guān)美國申請No.10/708，142中充分描述。正如上面討論過的，初看似乎最好是使用較高的顏料裝填量來配制薄電泳介質(zhì)，但是實施這種做法的能力受限于與高顏料裝填量相關(guān)的粘度的增加。與用于現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示的顏料裝填量相比，顏料裝填量的少許增加可能是有利的。例如，為了獲取白色系統(tǒng)，將二氧化鈥裝填量增至較高的水平(例如5-7微米的厚度)可能是適度有益的。此外，盡管某些本領(lǐng)域公知的電泳懸浮液曾使用不足2%重量的顏料裝填，但是可以發(fā)現(xiàn)包含有高達(dá)45%重量或高達(dá)15%體積的二氧化鈦的內(nèi)相可具有使微粒在商用裝置使用的電場強度作用下達(dá)到適當(dāng)速度的粘度，以使裝置使用通常為15伏或更小的驅(qū)動電壓。本發(fā)明的優(yōu)選介質(zhì)通常具有5%至15°/。體積的二氧化鈦裝填量，其內(nèi)相粘度介于1至6mPa'sec之間。給定1.5至2.5微米的飽和微粒厚度和達(dá)10%體積的二氧化鈦裝填量，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)微腔的IP高度介于15微米和25微米之間、優(yōu)選值基本上為20微米時，可視贗像減少。其它類型的內(nèi)相可允許減小的粘度，從而允許較高的顏料裝填量。例如，使用氣態(tài)懸浮液的內(nèi)相(參見，比如2003年9月3曰提交的同時待審的申請No.10/605，039和前述的相應(yīng)的國際申請W02004/023202)將能夠支持較高的顏料裝填量和與此對應(yīng)的較低的IP高度。這種基于氣態(tài)的相將在微粒裝填達(dá)90%體積時發(fā)揮作用。可以認(rèn)為(盡管本發(fā)明決不不受限于這個看法)，本發(fā)明所實現(xiàn)的改良光學(xué)狀態(tài)的原因之一是在微腔電泳顯示中，如果顏料不夠厚，則顯示很容易呈現(xiàn)重像(imageghosting)。造成這種重像的原因可包括尋址系統(tǒng)中細(xì)微的電壓變化、顯示器的微腔中緩慢衰減的殘余電壓或極化、隨時間而產(chǎn)生的顏料沉淀、各種顏料的不恰當(dāng)混合、以及內(nèi)相的RC時間常數(shù)和其外部環(huán)境之間的差異，其中包括任何粘合劑的存在。所有這些的效應(yīng)可造成觀察者可見的顏料量變化，而這個變化被疊加在由顯示器的尋址導(dǎo)致的變化上。可通過^f壬何適當(dāng)方式來測量顯示器(通常為高分辨率顯示器)的"可視贗像程度"。在一種方法中，讓多個像素各自經(jīng)受代表擬用的使用模型的不同的切換歷程。任意兩個像素之間的最大光學(xué)差異為"最大可視贗像程度"。或者，也可以讓單個像素經(jīng)受多個不同的切換歷程，而后被施加一個一致性測試尋址脈沖。由此產(chǎn)生的光學(xué)特性之間的最大光學(xué)差異，這是另一種測量"最大可視贗像程度"的方法。為了取得帶最少可視贗像的一致圖像質(zhì)量，合乎要求的做法是電泳介質(zhì)包含最小的適當(dāng)顏料厚度，以使顏料含量的細(xì)微變化只會帶來最小的光學(xué)效應(yīng)。對于便攜式、高分辨率顯示器應(yīng)用，在給定實際顏料填密厚度中的典型變化條件下，該光學(xué)效應(yīng)最好不超過l至2個b單位。下面的示例說明了本發(fā)明使用的優(yōu)選材料、條件和技術(shù)的細(xì)節(jié)(僅作為舉例)。示例所制備的內(nèi)相包含碳?xì)浠衔飸腋∫褐械?0°/體積的白色微粒和1°/體積的黑色微粒(碳黑)；該內(nèi)相的粘度為4.75mPa.sec。白色微粒包括二氧化鈦，其平均尺寸約為0.6微米且飽和微粒厚度估計為1.5至2.5微米。正如在前述的2002/0180687的段落和中所描述的，該內(nèi)相被完全包裹在凝膠/阿拉伯樹膠微嚢中。結(jié)果得到的微膠嚢被分成在濕膠嚢直徑尺寸分布上不同的三組?；旧先缭谇笆龅?002/0180687的段落和中所描述的，每一組被混合成帶聚合物粘合劑的漿料，經(jīng)涂敷而形成電泳薄膜，然后碾壓到后電極上以構(gòu)成可切換的顯示像素。在涂敷過程中，用適當(dāng)?shù)难b置設(shè)置(如速度、壓力和模高)來獲取一系列的濕薄膜涂層量，這一系列的濕薄膜涂層接著被干燥而成為具有不同IP高度的膠嚢，所述膠嚢的不同IP高度，部分由于粘合劑的蒸發(fā)及表面張力所造成。在第一組中，干膠嚢大體上為球體形；在第二組中，干膠嚢大體上為扁球體形；在第三組中，千膠嚢基本上為高度大于直徑的扁長球體形。在每種情形下，從XY"t殳影下的圓形到六邊形，^M犬體隨電泳介質(zhì)薄膜中組裝密度的變化而變化。如下表所顯示的，在350毫秒、15伏的脈沖下被切換，結(jié)果得到的三種電泳介質(zhì)在估計IP高度和典型的光學(xué)特性方面是不同的。表格<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>假定二氧化鈦的飽和微粒厚度為2微米，本發(fā)明的優(yōu)選IP高度應(yīng)為20微米；計算得到的黑色顏料的IP高度基本上較小，這樣，這就是對于該介質(zhì)重要的二氧化鈦的優(yōu)選IP高度。從上表的數(shù)據(jù)可以看出與其它兩種具有較大IP高度的介質(zhì)相比，估計IP高度為18微米(接近計算值20微米)的膠嚢基本上具有較好的光學(xué)特性(包括改善的對比度)。權(quán)利要求1.一種電泳介質(zhì)，具有限定至少一個容納一個內(nèi)相的微腔的壁，該內(nèi)相包含多個至少一種類型的電泳粒子，它們懸浮在懸浮液中且能夠在電場作用于電泳介質(zhì)下移動而通過懸浮液，所述介質(zhì)的特征在于如果在時間T內(nèi)施加特定電場于介質(zhì)足以使該介質(zhì)在其極端光學(xué)狀態(tài)之間切換，則該特定電場的施加時間在0.9T至1.1T的范圍內(nèi)的變化將不會使所述電泳介質(zhì)的任一極端狀態(tài)的光學(xué)特性變化超過2個L*單位。2.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，T介于200至500毫秒之間的范圍。3.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，所述特定電場作用時間在0.盯至1.2T的范圍內(nèi)的變化將不會使電泳介質(zhì)的任一極端狀態(tài)的光學(xué)特性變化超過2個b單位。4.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，包含一種在有色懸浮液中的單一型電泳粒子。5.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，包含具有第一光學(xué)特征和第一電泳移動性的第一型電泳粒子以及具有不同于第一光學(xué)特征的第二光學(xué)特征和不同于第一電泳移動性的第二電泳移動性的第二型電泳粒子。6.如權(quán)利要求5所述的電泳介質(zhì)，其中，所述懸浮液是無色的。7.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，所述電泳粒子和所述懸浮液被保持在形成在載體介質(zhì)內(nèi)的多個空腔內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，所述電泳粒子和所述懸浮液被保持在多個膠嚢內(nèi)。9.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，所述電泳粒子包括二氧化鈦。10.如權(quán)利要求9所述的電泳介質(zhì)，其中，所述電泳粒子還包括由碳黑或亞鉻酸銅形成的黑色粒子，所述黑色粒子由碳黑或亞鉻酸銅形成且其電泳移動性不同于二氧化鈦粒子的電泳移動性。11.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，所述內(nèi)相中電泳粒子的體積比率為3%至40°/。。12.如權(quán)利要求11所述的電泳介質(zhì)，其中，所述內(nèi)相中電泳粒子的體積比率為6°/。至18%。13.如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)，其中，所述內(nèi)相的粘度小于5mPasec。14.如權(quán)利要求13所述的電泳介質(zhì)，其中，所述內(nèi)相的粘度大于lmPasec。15.—種電泳顯示器，包含一種如權(quán)利要求1所述的電泳介質(zhì)和設(shè)在所述電泳介質(zhì)附近用來向該介質(zhì)施加電場的至少一個電極。16.如權(quán)利要求15所述的電泳顯示器，具有其中所述顯示器顯示一種類型電泳粒子的光學(xué)特征的第一光學(xué)狀態(tài)和其中所述電泳介質(zhì)為透光的第二光學(xué)狀態(tài)。17.如權(quán)利要求16所述的電泳顯示器，其中，在所述透光光學(xué)狀態(tài)下，所述電泳粒子被限制在各微腔橫截面積的較小部分。18.如權(quán)利要求16所述的電泳顯示器，包含一個設(shè)有多個像素電極以及一個濾色器或反射器的底板，所述濾色器或反射器設(shè)在所述底才反和所述電泳介質(zhì)之間。全文摘要一種電泳介質(zhì)和包含電泳介質(zhì)的電泳顯示器。該電泳介質(zhì)具有限定容納一個內(nèi)相的微腔的壁，該內(nèi)相包含懸浮在懸浮液中、且一旦所述電泳介質(zhì)被加上電場就能在懸浮液中移動的電泳微粒，所述微腔的平均高度和電泳微粒的飽和微粒厚度除以內(nèi)相中電泳微粒的體積比率所得值相差不超過5微米。文檔編號G02F1/01GK101387809SQ200810125079公開日2009年3月18日申請日期2004年4月30日優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日發(fā)明者G·M·丹納,R·J·保利尼,R·J·維爾科克斯,嵐曹申請人:伊英克公司