電光顯示器的制造方法
【專利摘要】封裝的電泳顯示器，通過(guò)在一定溫度將電泳介質(zhì)層壓至背平面(110)制成，所述電泳介質(zhì)包括多個(gè)在聚合物粘合劑(106′)中的離散小滴(104)，每個(gè)小滴(104)包括多個(gè)分散在懸浮液中的帶電粒子，所述背平面(110)具有至少一個(gè)電極，在該溫度時(shí)聚合物粘合劑(106′)流動(dòng)并且將電泳介質(zhì)固定至背平面(110)。
【專利說(shuō)明】電光顯不器
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01210187142.4、申請(qǐng)日為2004年10月22日、同題的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明涉及電光顯示器以及用于生產(chǎn)這種顯示器的方法和器件。如以下描述所顯而易見(jiàn)的，本發(fā)明的一些方面限于電泳顯示器，而其他方面可使用其他類型的電光顯示器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及(a)具有粘合劑的電光介質(zhì)和顯示器，所述粘合劑還可以作為疊層膠粘劑；(b)用于形成柔性顯示器的方法；(c)彩色電光顯示器；(d)用于形成電光顯示器的方法和器件；和(e)用于制造由具有不同熱膨脹系數(shù)的材料形成的混合顯示器的方法。
[0003]本申請(qǐng)與以下專利和已經(jīng)公開(kāi)的申請(qǐng)相關(guān)，讀者參考這些以獲得更詳細(xì)的背景資料:
[0004](a)美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2002/0180688(參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)際申請(qǐng)W099/53373)；
[0005](b)美國(guó)專利申請(qǐng)公布 N0.2004/0136048 ；
[0006](c)美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2004/0027327(參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)際申請(qǐng)TO03/104884)；
[0007](d)美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2004/0155857(參見(jiàn)相關(guān)的國(guó)際申請(qǐng)TO2004/023195)；
[0008](e)美國(guó)專利 N0.6124851 ；
[0009](f)美國(guó)專利 N0.6721083 ；
[0010](g)美國(guó)專利 N0.6538801 ；
[0011](h)美國(guó)專利 N0.6323989 ；
[0012](i)美國(guó)專利 N0.6422687 ;和
[0013](j)美國(guó)專利 N0.6120588。
[0014]在本發(fā)明的顯示器中，在電光介質(zhì)具有固體外表面的意義上，盡管介質(zhì)可以并且經(jīng)常的確具有內(nèi)部液體或氣體填充的空間，以及在使用這種電光介質(zhì)裝配顯示器的方法的意義上，電光介質(zhì)(當(dāng)非電泳電光介質(zhì)時(shí))將典型地是一種固體(這種顯示器可以下為方便起見(jiàn)稱為“固體電光顯示器”)。因而，術(shù)語(yǔ)“固體電光顯示器”包括封裝的電泳顯示器、封裝的液晶顯示器及下述其他類型的顯示器。
[0015]如應(yīng)用于材料或顯示器的術(shù)語(yǔ)“電光”，在本文中以其在成像【技術(shù)領(lǐng)域】中常規(guī)意義使用，以指具有第一和第二顯示狀態(tài)的材料，所述顯示狀態(tài)在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)方面不同，通過(guò)對(duì)該材料施加電場(chǎng)，該材料從其第一顯示狀態(tài)變化為其第二顯示狀態(tài)。盡管光學(xué)性質(zhì)典型地是人眼可感覺(jué)到的色彩，但它可是另一種光學(xué)性質(zhì)，如光傳輸、反射率、發(fā)光，或者就意圖機(jī)讀的顯示器來(lái)說(shuō)，在可見(jiàn)區(qū)外電磁波長(zhǎng)反射率方面變化的意義上的偽色。
[0016]術(shù)語(yǔ)“雙穩(wěn)態(tài)的”和“雙穩(wěn)定性”在本文中以其在本領(lǐng)域中常規(guī)意義使用，是指包括具有第一和第二顯示狀態(tài)的顯示元件的顯示器，所述顯示狀態(tài)在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)方面不同，使得在任何給定的元件通過(guò)有限持續(xù)時(shí)間的尋址脈沖驅(qū)動(dòng)后，呈現(xiàn)其第一或者第二顯示狀態(tài)，在該尋址脈沖終止以后，那個(gè)狀態(tài)將持續(xù)至少若干次，例如至少四次，改變顯示元件狀態(tài)所要求的尋址脈沖的最小持續(xù)時(shí)間。在美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2002/0180687中表明一些可具有灰度標(biāo)的粒子型電泳顯示器不僅在其極限黑白狀態(tài)中是穩(wěn)定的，而且在其中間灰色狀態(tài)中也是穩(wěn)定的，并且其它類型的電光顯示器的情況也是一樣的。這類顯示器恰當(dāng)?shù)胤Q作“多穩(wěn)態(tài)的”而不是雙穩(wěn)態(tài)的，不過(guò)為方便起見(jiàn)，可在本文中使用術(shù)語(yǔ)“雙穩(wěn)態(tài)的”以涵蓋雙穩(wěn)態(tài)和多穩(wěn)態(tài)顯不器。
[0017]幾種類型的電光顯示器是已知的。一種類型的電光顯示器是旋轉(zhuǎn)雙色構(gòu)件型，如在以下文獻(xiàn)中描述:美國(guó)專利 Nos.5808783、5777782、5760761、6054071、6055091、6097531,6128124,6137467和6147791 (不過(guò)這類顯示器經(jīng)常被稱為“旋轉(zhuǎn)雙色珠”顯示器，由于更準(zhǔn)確，術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)雙色構(gòu)件”是優(yōu)選的，因?yàn)樯鲜鲆恍＠校D(zhuǎn)構(gòu)件不是球形的)。這種顯示器使用大量小的物體(典型地是球形或圓柱形)，所述物體具有兩個(gè)或更多不同光學(xué)特性的段，和內(nèi)部偶極子。這些物體在基質(zhì)內(nèi)懸浮在液體填充的液泡內(nèi)，該液泡充滿液體以便該物體任意旋轉(zhuǎn)。向顯示器施加電場(chǎng)，因此使這些物體旋轉(zhuǎn)到不同的位置并且改變物體段的通過(guò)觀察表面所見(jiàn)內(nèi)容，從而改變顯示器的顯現(xiàn)。這類電光介質(zhì)典型地是雙穩(wěn)態(tài)的。
[0018]另一種類型的電光顯示器使用電致色介質(zhì)，例如以納米發(fā)色(nanochromic)薄膜形式的電致色介質(zhì)，其包括至少部分地由半導(dǎo)金屬氧化物形成的電極和被連接到該電極的能夠可逆變色的多個(gè)染料分子；見(jiàn)，例如O' Regan，B.，等人，Nature 1991，353，737 ;和Wood,D.，Informat1n Display, 18 (3)，24 (2002年 3 月)。還見(jiàn)Bach,U.，等人,Adv.Mater.，2002，14(11)，845。這種類型的納米發(fā)色薄膜還描述在，例如，美國(guó)專利N0.6301038，國(guó)際申請(qǐng)公開(kāi)N0.W001/27690和美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0214695。這類電光介質(zhì)也典型地是雙穩(wěn)態(tài)的。
[0019]另一種類型的電光顯示器(其多年來(lái)已經(jīng)是大量研究與開(kāi)發(fā)的主題)是粒子型電泳顯示器，其中多個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)影響下通過(guò)懸浮液。當(dāng)與液晶顯示器相比，電泳顯示器可具有優(yōu)良的亮度和對(duì)比度、寬視角、狀態(tài)雙穩(wěn)定性和低電耗的特征。然而，與這些顯示器長(zhǎng)期圖像質(zhì)量相關(guān)的問(wèn)題已經(jīng)妨礙其廣泛的使用。例如，構(gòu)成電泳顯示器的粒子常常沉淀，導(dǎo)致這些顯示器不足的使用壽命。
[0020]許多被轉(zhuǎn)讓于麻省理工學(xué)院(MIT)和E Ink公司或者以其名義的專利和申請(qǐng)最近被公開(kāi)，其描述了封裝的電泳介質(zhì)。這種封裝的介質(zhì)包括許多小囊，每個(gè)小囊本身包括內(nèi)相和囊壁，其中內(nèi)相包含懸浮在液體懸浮介質(zhì)中的可電泳移動(dòng)的粒子，囊壁圍繞該內(nèi)相。典型地，囊本身固定在聚合物粘合劑內(nèi)以形成位于二個(gè)電極之間的粘附層。這類封裝介質(zhì)描述于，例如，美國(guó)專利 Nos.5930026 ；5961804 ；6017584 ；6067185 ；6118426 ；6120588 ；6120839 ；6124851 ；6130773 ；6130774 ；6172798 ；6177921 ；6232950 ；6249721 ；6252564 ；6262706 ；6262833 ；6300932 ；6312304 ；6312971 ；6323989 ；6327072 ；6376828 ；6377387 ；6392785 ；6392786 ；6413790 ；6422687 ；6445374 ；6445489 ；6459418 ；6473072 ；6480182 ；6498114 ；6504524 ；6506438 ；6512354 ；6515649 ；6518949 ；6521489 ；6531997 ；6535197 ；6538801 ；6545291 ；6580545 ；6639578 ；6652075 ；6657772 ；6664944 ；6680725 ；6683333 ；6704133 ；6710540 ；6721083 ；6727881 ；6738050 ；6750473 ;和 6753999 ；以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi) Nos.2002/0019081 ；2002/0021270 ；2002/0060321 ；2002/0060321 ；2002/0063661 ；2002/0090980 ； 2002/0 113770 ；2002/0130832 ；2002/0131147 ；2002/0171910 ；2002/0180687 ； 2002/0180688 ；2002/0185378 ；2003/00 11560 ；2003/0020844 ；2003/0025855 ； 2003/0038755 ；2003/0053189 ；2003/0102858 ；2003/0132908 ；2003/0137521 ； 2003/0137717 ； 2003/0151702 ； 2003/0214695 ； 2003/0214697 ；2003/0222315 ； 2004/0008398 ； 2004/00 12839 ； 2004/0014265 ； 2004/0027327 ；2004/0075634 ；2004/0094422 ；2004/0105036 ；2004/0112750 ；和 2004/0119681 ；和國(guó)際申請(qǐng)公 Jf Nos.W099/67678 ；W000/05704 ；W000/38000 ；W000/38001 ；W000/36560 ；W000/67110 ；W000/67327 ；W001/07961 ；W001/08241 ；W003/107315 ；W02004/023195 ；和W02004/049045o
[0021]已知的電泳介質(zhì)，封裝的和未封裝的，可被分成兩個(gè)主要類型，以下為方便起見(jiàn)分別稱為“單粒子”和“雙粒子”。A單粒子介質(zhì)只具有單個(gè)類型的懸浮在懸浮介質(zhì)中的電泳粒子，懸浮介質(zhì)的至少一個(gè)光學(xué)特性不同于粒子的光學(xué)特性。(在談及單個(gè)類型的粒子中，我們不意味著該類型的全部粒子絕對(duì)地相同。例如，假如該類型的全部粒子具有基本上相同的光學(xué)特性和相同極性的電荷，在不影響介質(zhì)效用的條件下，參數(shù)如粒度和電泳遷移率的明顯變化是可以允許的。)當(dāng)這種介質(zhì)被放置在一對(duì)電極間時(shí)，至少其中之一是透明的，取決于二個(gè)電極的相對(duì)電勢(shì)，介質(zhì)可顯示該粒子的光學(xué)特性(當(dāng)該粒子鄰近于靠近觀察者的電極，在下文稱“前”電極)或該懸浮介質(zhì)的光學(xué)特性(當(dāng)該粒子鄰近于遠(yuǎn)離觀察者的電極，在下文稱“后”電極，以便粒子通過(guò)懸浮介質(zhì)而隱藏)。
[0022]雙粒子介質(zhì)具有兩個(gè)不同類型的粒子以及懸浮液，所述粒子在至少一個(gè)光學(xué)特性方面不同，所述懸浮液可是未著色的或著色的，但其典型地是未著色的。該兩個(gè)類型的粒子在電泳遷移率方面不同；在遷移率上的這種差異可以是在極性(此類型在下文可稱為“相反電荷雙粒子”介質(zhì))和/或數(shù)量方面。當(dāng)這種雙粒子介質(zhì)被放置在上述一對(duì)電極之間，取決于該二個(gè)電極的相對(duì)電勢(shì)，介質(zhì)可顯示任一類粒子的光學(xué)特性，盡管這種實(shí)現(xiàn)的具體方式的不同取決于遷移率的差異是在極性方面還是在數(shù)量方面。便于說(shuō)明，考慮一種電泳介質(zhì)，其中一個(gè)類型的粒子是黑色而另一個(gè)類型是白色。如果兩個(gè)類型的粒子在極性方面不同(若，例如，黑色粒子是帶正電，白色粒子帶負(fù)電)，這些粒子將被吸引到兩個(gè)不同的電極，結(jié)果若，例如，相對(duì)于后電極，前電極是負(fù)極，黑色粒子將被吸引到前電極而白色粒子被吸引到后電極，結(jié)果該介質(zhì)將向觀察者呈現(xiàn)黑色。相反地，如果前電極相對(duì)于后電極是正極，白色粒子將被吸引到前電極而黑色粒子被吸引到后電極，結(jié)果介質(zhì)將向觀察者呈現(xiàn)白色。
[0023]如果兩個(gè)類型的粒子具有相同極性的電荷，但是在電泳遷移率方面不同(這類介質(zhì)可在下文稱為“相同極性的雙粒子”介質(zhì))，兩個(gè)類型的粒子將被吸引到相同的電極，但是一種類型將比另一種類型先到達(dá)電極，結(jié)果面向觀察者的類型取決于粒子所被吸引到的電極而不同。例如假定，改變上述實(shí)例使得黑白粒子帶正電，但黑色粒子具有更高的電泳遷移率。如果現(xiàn)在前電極相對(duì)于后電極是負(fù)極，黑白粒子將被吸引到前電極，但黑色粒子，因?yàn)槠涓叩倪w移率，將首先到達(dá)前電極，結(jié)果黑色粒子層將涂敷前電極而該介質(zhì)將向觀察者呈現(xiàn)黑色。相反地，如果前電極相對(duì)于后電極是正極，黑白粒子將被吸引到后電極，但該黑色粒子，因?yàn)槠涓叩倪w移率，將首先到達(dá)后電極，結(jié)果黑色粒子層將涂敷后電極，使得白色粒子層遠(yuǎn)離后電極而面對(duì)觀察者，結(jié)果該介質(zhì)將向觀察者呈現(xiàn)白色:這類雙粒子介質(zhì)要求懸浮液是足夠透明的使得白色粒子層遠(yuǎn)離后電極而容易地使觀察者可見(jiàn)。典型地，在這種顯示器中的懸浮液根本不是著色的，但一些色料可被結(jié)合，為了修正在通過(guò)其所見(jiàn)的白色粒子中任何不合需要的色澤。
[0024]單粒子和雙粒子電泳顯示器可能夠具有中間灰色狀態(tài)，該灰色狀態(tài)具有介于兩個(gè)已述極限光學(xué)狀態(tài)中間的光學(xué)特性。
[0025]一些上述專利而公開(kāi)的申請(qǐng)公開(kāi)了封裝的電泳介質(zhì)，其在每個(gè)囊內(nèi)具有三個(gè)或更多不同類型的粒子。對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，這種多粒子介質(zhì)被認(rèn)為是雙粒子介質(zhì)的亞類。
[0026]許多上述專利和申請(qǐng)承認(rèn)在封裝的電泳介質(zhì)中圍繞離散的微膠囊的壁可被連續(xù)相代替，因而制造一種所謂的聚合物-分散的電泳顯示器，其中電泳介質(zhì)包括多個(gè)離散的電泳流體的小滴和聚合物材料的連續(xù)相，而且在這種聚合物-分散的電泳顯示器內(nèi)的電泳流體的離散小滴可被認(rèn)為是囊或微膠囊，即使無(wú)離散囊膜與每個(gè)單獨(dú)的小滴相聯(lián)系；見(jiàn)例如，上述2002/0131147。因此，對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，這種聚合物-分散的電泳介質(zhì)被認(rèn)為是封裝的電泳介質(zhì)的亞類。
[0027]一種電泳顯示器相關(guān)類型是所謂的“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中，帶電粒子和懸浮液不是封裝在微膠囊內(nèi)，而是保持在多個(gè)形成在載體介質(zhì)內(nèi)的腔中，典型地是聚合物薄膜。見(jiàn)，例如，國(guó)際申請(qǐng)公開(kāi)N0.W002/01281，和公開(kāi)的US申請(qǐng)N0.2002/0075556，均轉(zhuǎn)讓于 Sipix Imaging, Inc。
[0028]盡管電泳介質(zhì)常常是不透明的(因?yàn)?，例如，在許多電泳介質(zhì)中，粒子基本上阻斷可見(jiàn)光透射通過(guò)顯示器)并且以反射方式運(yùn)轉(zhuǎn)，許多電泳顯示器可被制造以所謂的“快門(mén)模式”運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一個(gè)顯示狀態(tài)基本上是不透明的而一個(gè)是透光的。見(jiàn)，例如，上述美國(guó)專利 Nos.6130774 和 6172798，以及美國(guó)專利 Nos.5872552 ；6144361 ；6271823 ；6225971 和6184856。介電電泳顯不器,其類似于電泳顯不器但依靠電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，可以類似的方式運(yùn)轉(zhuǎn)；見(jiàn)美國(guó)專利N0.4418346。其他類型的電光顯示器也可能夠以快門(mén)模式操作。
[0029]封裝的或微單元電泳顯示器一般不遭受傳統(tǒng)電泳裝置的聚簇和沉淀的失效方式并且提供了另外的優(yōu)點(diǎn)，如能夠在多種的柔性和剛性基底上印刷或涂敷顯示器。(使用單詞“印刷”意圖包括全部的印刷和涂敷形式，包括但不局限于:預(yù)計(jì)量式涂敷如片狀模式涂敷(patch die coating)、縫式或擠壓式涂布、斜板式或階流式涂布、幕簾涂布；棍式涂布如羅拉刮刀涂布(knife over roll coating)、正反向棍式涂布；照相凹版式涂敷；浸潰涂敷；噴涂；彎月形涂敷(meniscus coating);旋涂；刷涂；氣刀涂布；絲網(wǎng)印刷方法；靜電印刷方法；熱敏打印方法；墨噴印刷方法；及其他相似的技術(shù)。)因而，所得的顯示器可是柔性的。進(jìn)一步，因?yàn)?使用多種方法)可印刷顯示器介質(zhì)，該顯示器本身可廉價(jià)地制造。
[0030]電光顯示器通常包括電光材料層和至少兩個(gè)其他層，其配置在電光材料的相對(duì)側(cè)面上，這兩個(gè)層之一是電極層。在大多數(shù)這種顯示器中，兩個(gè)層都是電極層，并且電極層的一個(gè)或兩個(gè)被構(gòu)圖以限定顯示器的像素。例如，一個(gè)電極層可被構(gòu)圖為延伸的行電極并且另一個(gè)被構(gòu)圖為與該行電極成直角運(yùn)轉(zhuǎn)的延伸的列電極，像素由行電極和列電極的交叉點(diǎn)限定?；蛘?，更通常地，一個(gè)電極層具有單個(gè)連續(xù)電極形式，另一個(gè)電極層被構(gòu)圖為像素電極的基質(zhì)，其每個(gè)限定顯示器的一個(gè)像素。在另一種類型的電光顯示器中，其意圖與觸筆、印刷頭或相似的與顯示器分離的可移動(dòng)電極一起使用，鄰近電光層的層中僅僅一層包括電極，在該電光層的相對(duì)側(cè)面上的層一般地是保護(hù)層，其意圖防止可移動(dòng)電極損害該電光層。
[0031]制造三層電光顯示器通常包括至少一個(gè)層壓操作。例如，在數(shù)個(gè)上述MIT和E Ink專利和申請(qǐng)中，描述了一種制造封裝的電泳顯示器的方法，其中在粘合劑中包括囊的封裝的電泳介質(zhì)被涂敷到柔性基底上，所述柔性基底包括銦-錫-氧化物(ITO)或相似的導(dǎo)電涂層(其用作最終顯示器的一個(gè)電極)涂敷到塑料薄膜上，該囊/粘合劑涂層被干燥以形成電泳介質(zhì)的粘附層，其緊緊粘附于基底。單獨(dú)地，制備背平面，其包含像素電極陣列和適當(dāng)?shù)膶?dǎo)體配置以連接像素電極而驅(qū)動(dòng)電路。為形成最終顯示器，使用疊層膠粘劑，其上具有囊/粘合劑層的基底被層壓至背平面。(通過(guò)用簡(jiǎn)單保護(hù)層如塑料薄膜(觸筆或其他可移動(dòng)電極可在其上滑動(dòng))代替背平面，非常相似的方法可用于制備可與觸筆或相似的可移動(dòng)電極一起使用的電泳顯示器。)在這樣方法的一個(gè)優(yōu)選的形式中，背平面本身是柔性的并且可通過(guò)將像素電極和導(dǎo)體印刷在塑料薄膜或其他柔性基底上而制備。顯而易見(jiàn)的由這個(gè)方法用于批量生產(chǎn)顯示器的層壓技術(shù)是使用疊層膠粘劑的輥式層壓。相似的制造工藝可用于其他類型的電光顯示器。例如，微單元電泳介質(zhì)或旋轉(zhuǎn)雙色構(gòu)件介質(zhì)可以以基本上與封裝的電泳介質(zhì)相同的方式被層壓至背平面。
[0032]如上述2004/0027327中所述，許多用于固體電光顯示器的器件和用于制造這種顯示器的方法源自于液晶顯示器(LCD' s)中所用的技術(shù)，這種液晶顯示器當(dāng)然也是電光顯示器，盡管使用液體而不是固體介質(zhì)。例如，固體電光顯示器可使用有源基質(zhì)背平面(其包括晶體管或二極管的列陣和相應(yīng)的像素電極陣列)和在透明基底上的“連續(xù)”前電極(就在多個(gè)像素和典型地全部顯示器上延伸的電極而言)，這些器件基本上與LCD' s中的相同。然而，用于裝配IXD' s的方法不能用于固體電光顯示器。裝配IXD' s通常是在單獨(dú)的玻璃基底上形成背平面和前電極，然后將這些器件粘附固定在一起，在它們之間留下小孔，在真空條件下將所得配件放置以及將配件浸入液晶浴中，以便液晶流過(guò)背平面和前電極之間的孔。最后，液晶被置于適當(dāng)?shù)奈恢茫芊饪滓蕴峁┳罱K顯示器。
[0033]這種IXD裝配工藝不能輕易地轉(zhuǎn)移到固體電光顯示器。因?yàn)殡姽獠牧鲜枪腆w，在背平面和前電極這兩個(gè)整體彼此固定前，電光材料必須存在于背平面和前電極之間。此外，液晶材料被簡(jiǎn)單地放置在前電極和背平面之間而不連接到任何一個(gè)，而與液晶材料相反，固體電光介質(zhì)通常需要固定至兩者，因?yàn)檫@通常比以下方法容易:在含電路的背平面上形成介質(zhì)和然后將前電極/電光介質(zhì)層壓到該背平面(通過(guò)用膠粘劑覆蓋電光介質(zhì)的全部表面并且在熱和壓力以及也許真空的條件下層壓)。
[0034]如上述美國(guó)專利N0.6312304所述，制造固體電光顯示器還存在以下問(wèn)題:光學(xué)器件(電光介質(zhì))和電子器件(在背平面中)具有不同的性能標(biāo)準(zhǔn)。例如，期望光學(xué)器件最優(yōu)化反射率、對(duì)比率和響應(yīng)時(shí)間，而期望電子器件最優(yōu)化導(dǎo)電性、電壓-電流關(guān)系和電容，或期望具有記憶、邏輯或其他高階的電子器件能力。因此制造光學(xué)器件的方法對(duì)于制造電子器件未必是理想的，反之亦然。例如，制造電子器件的方法可包括在高溫加工。該加工溫度可約300°C-約600°C。然而，許多受到這種高溫的光學(xué)器件可由化學(xué)分解電光介質(zhì)或由引起機(jī)械損傷而有害于光學(xué)器件。
[0035]此專利描述了制造電光顯示器的方法，其包括提供調(diào)節(jié)層(包括第一基底和鄰近第一基底所提供的電光材料)，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)該調(diào)節(jié)層能夠改變視覺(jué)狀態(tài)；提供像素層(包括第二基底、在第二基底正面上所提供的多個(gè)像素電極和在第二基底后表面上所提供的多個(gè)接觸墊)，每個(gè)像素電極通過(guò)貫穿第二基底的通路連接到接觸墊；提供電路層(包括第三基底和至少一個(gè)電路元件)；層壓調(diào)節(jié)層、像素層和電路層以形成電光顯示器。
[0036]電光顯示器常常是昂貴的；例如，便攜式計(jì)算機(jī)中的彩色LCD的成本典型地占計(jì)算機(jī)的全部成本的很大比例。因?yàn)殡姽怙@示器的用途波及裝置如蜂窩式電話和個(gè)人數(shù)字助理(PDA' s)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如便攜式計(jì)算機(jī)昂貴，所以存在著降低這種顯示器成本的巨大壓力。正如以上的討論，通過(guò)印刷技術(shù)在柔性基底上形成一些固體電光介質(zhì)層的能力開(kāi)辟了降低顯示器電光器件成本的可能性，這通過(guò)利用銅版紙、聚合物薄膜和類似介質(zhì)的生產(chǎn)所用的工業(yè)設(shè)備，使用批量生產(chǎn)工藝如卷對(duì)卷(roll-to-roll)涂敷而實(shí)現(xiàn)。然而，這種設(shè)備是昂貴的并且目前銷(xiāo)售電光介質(zhì)的地區(qū)或許不能勝任調(diào)整專用設(shè)備，因此典型地可需要將涂布過(guò)的介質(zhì)從工業(yè)涂布車(chē)間輸送到用來(lái)最后裝配電光顯示器的車(chē)間而不損害較脆的電光介質(zhì)層。
[0037]此外，大多數(shù)用于最終層壓電泳顯示器的現(xiàn)有技術(shù)方法基本上是間歇方法，其中電光介質(zhì)、疊層膠粘劑和背平面只恰恰在最后裝配前被放在一起，期望提供更佳適于批量生產(chǎn)的方法。
[0038]上述2004/0027327描述裝配固體電光顯示器的方法(包括粒子型電泳顯示器)，其很適于批量生產(chǎn)。本質(zhì)上，此未決申請(qǐng)描述所謂的“前平面疊層”(“FPL”)其順次包括透光的導(dǎo)電層；與導(dǎo)電層電接觸的固體電光介質(zhì)層；膠粘劑層和釋放片層。典型地，透光的導(dǎo)電層將攜帶在透光基底上，該透光基底優(yōu)選是柔性的(在基底可手工卷繞于直徑為10英寸(254mm)的鼓而沒(méi)有永久變形的意義上)。在此未決的申請(qǐng)和本文中，術(shù)語(yǔ)“透光的”意思指由此指定的層發(fā)射足夠的光以使觀察者，透過(guò)該層看去，能夠觀察電光介質(zhì)顯示狀態(tài)的變化，所述變化將通常通過(guò)導(dǎo)電層和鄰近的基底(如果存在)觀看?；讓⒌湫偷厥蔷酆衔锉∧?，將通常具有約1-約25mil (25-634 μ m)的厚度，優(yōu)選約2-約1mil (51-254 μ m)。導(dǎo)電層適宜的是例如鋁或ITO的薄金屬層或可為導(dǎo)電聚合物。涂有鋁或ITO的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜是可以市購(gòu)的，例如獲自 E.1.du Pont de Nemours&Company,WiImingtonDE的“鍍鋁的Mylar” ( “Mylar”是注冊(cè)商標(biāo))，選種工業(yè)材料可被使用而具有優(yōu)良的前平面疊層的效果。
[0039]使用這種前平面疊層裝配電光顯示器可通過(guò)從前平面疊層除去釋放片層并且在有效引起膠粘劑層粘附于背平面的條件下使膠粘劑層與背平面接觸而進(jìn)行，從而將膠粘劑層、電光介質(zhì)層和導(dǎo)電層固定到背平面。這個(gè)方法十分適合于批量生產(chǎn)，因?yàn)榍捌矫姣B層可被批量生產(chǎn)，典型地使用卷對(duì)卷涂布技術(shù)，然后切割成任何與具體背平面使用所需大小的碎片。
[0040]上述2004/0027327還描述在將前平面疊層結(jié)合入顯示器前檢測(cè)前平面疊層中電光介質(zhì)的方法。在這種檢驗(yàn)方法中，釋放片層具有導(dǎo)電層，并且在此導(dǎo)電層和在電光介質(zhì)相對(duì)側(cè)面上的導(dǎo)電層之間施加足夠改變電光介質(zhì)光學(xué)狀態(tài)的電壓。電光介質(zhì)的觀察于是將顯示介質(zhì)中的任何缺陷，由此避免將有缺陷的電光介質(zhì)層壓入顯示器，以及報(bào)廢全部顯示器的所造成的成本(而不僅僅是該有缺陷的前平面疊層)。
[0041]上述2004/0027327還描述了檢測(cè)前平面疊層中的電光介質(zhì)的第二方法，其通過(guò)在釋放片層上放置靜電電荷，由此在電光介質(zhì)上形成影像。然后以和先前相同的方式觀察此影像以探測(cè)電光介質(zhì)中的任何缺陷。
[0042]上述2004/0155857描述一種所謂的“雙重釋放薄膜(double release film)”，其本質(zhì)上是上述2004/0027327的前平面疊層的簡(jiǎn)化型式。雙重釋放片層的一個(gè)形式包括夾在兩個(gè)膠粘劑層之間的固體電光介質(zhì)層，一個(gè)或兩個(gè)該膠粘劑層被釋放片層所覆蓋。雙重釋放片層的另一個(gè)形式包括夾在兩個(gè)釋放片層之間的固體電光介質(zhì)層。雙重釋放薄膜的這兩種形式都意圖用于通常類似于已述的由前平面疊層裝配電光顯示器的方法，但包括兩個(gè)單獨(dú)的疊層；典型地，在第一疊層中，該雙重釋放片層被層壓至前電極以形式前子配件，然后在第二疊層中，該前子配件層壓到背平面以形成最終顯示器。
[0043]全部上述裝配固體電光顯示器的方法在電光介質(zhì)和電極中的一個(gè)之間留下至少一個(gè)疊層膠粘劑層。這是不利的，因?yàn)橥ǔＦ谕姽怙@示器盡快轉(zhuǎn)換，并且為實(shí)現(xiàn)這種快速轉(zhuǎn)換，必須提供跨越電光層的盡可能高的電場(chǎng)。疊層膠粘劑層以及電極之間的電光層的存在必然在任何給定的電極間的電壓條件下降低電場(chǎng)對(duì)電光層的作用，因?yàn)橐恍╇妷航当厝怀霈F(xiàn)在疊層膠粘劑層；實(shí)際上，疊層膠粘劑層浪費(fèi)部分有效電壓。
[0044]盡管人們可以通過(guò)增加顯示器的工作電壓(S卩，電極間的電壓差)補(bǔ)償跨越膠粘劑層的電壓降，用這樣的方式增加跨越電極的電壓是不合需要的，因?yàn)樵黾语@示器的功耗，并且可需要使用更復(fù)雜的并且昂貴的控制回路以控制所含的增加的電壓。
[0045]如已經(jīng)提到的，在封裝的電泳介質(zhì)中，電泳層典型地包括圍繞囊的粘合劑，并且使它們保持機(jī)械粘附層的形式。其他形式的固體電光介質(zhì)可包含類似的粘合劑；例如旋轉(zhuǎn)雙色構(gòu)件顯示器的基質(zhì)可被認(rèn)為是粘合劑，如可為微單元顯示器的端壁?，F(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果謹(jǐn)慎地選擇此粘合劑的性能和在至少一些情況中存在于電光層中的粘合劑的比例，該粘合劑還可以作為疊層膠粘劑，由此去除對(duì)單獨(dú)疊層膠粘劑層的需求，并因而在最終顯示器中產(chǎn)生改進(jìn)的電光性能。
[0046]因此，在一個(gè)方面本發(fā)明提供一種具有粘合劑的固體電光顯示器，該粘合劑還作為疊層膠粘劑。
[0047]本發(fā)明的第二個(gè)方面涉及柔性顯示器。柔性顯示器技術(shù)是許多顯示器應(yīng)用高度期望的。其中柔性是關(guān)鍵因素的一個(gè)應(yīng)用是其中顯示器被用于機(jī)械或電傳感裝置上的情況，其中通過(guò)機(jī)械變形,例如,通過(guò)施加轉(zhuǎn)換或通過(guò)機(jī)械地改變電容器或壓電傳感器或其他電氣或電子裝置的間距而產(chǎn)生傳感裝置的反應(yīng)。在這些應(yīng)用中顯示器的柔量和柔性是決定性的；如果顯示器層太硬，需要更大的力以使傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)而裝置的有效傳感分辨率降低，因?yàn)橐粋€(gè)以上的敏感元件可能在一個(gè)給定點(diǎn)通過(guò)加壓而運(yùn)轉(zhuǎn)。其中顯示器配件的剛性已被證明重要的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例是在電話機(jī)鍵區(qū)中，其中期望具有在微型開(kāi)關(guān)列陣上的顯示器，所述微型開(kāi)關(guān)由手指壓力操控。涂布在較厚塑料支承上的和使用塑料背平面的目前封裝的顯示器的剛性已經(jīng)表明使這些鍵區(qū)裝配復(fù)雜化，并且降低了轉(zhuǎn)換操作(在關(guān)閉轉(zhuǎn)換時(shí)“單擊”)的觸覺(jué)感覺(jué)。
[0048]因而，在第二方面中，本發(fā)明涉及裝配柔性電光顯示器的方法；這些方法使用略微類似于上述前平面疊層和雙重釋放薄膜的器件。
[0049]此外，如已經(jīng)提到的，本發(fā)明進(jìn)一步方面涉及彩色顯示器。與許多電光顯示器有關(guān)的問(wèn)題之一是顯示器每個(gè)像素可產(chǎn)生的顏色的受限范圍。正如以上的討論，單粒子和雙粒子類型電泳顯示器通常在每個(gè)像素處僅僅顯示兩種顏色，單粒子顯示器中的粒子和懸浮液的顏色，和雙粒子顯示器中的兩個(gè)類型的粒子的顏色。
[0050]一個(gè)擴(kuò)展由常規(guī)電光顯示器可獲得的顏色的受限范圍的方法是將濾色器列陣放置于顯示器像素上。例如，考慮將濾色(如紅、綠和藍(lán))器列陣放置在顯示器單獨(dú)的像素上對(duì)包括黑色流體中的白色粒子的顯示器的影響。將白色粒子移動(dòng)靠近覆蓋紅色濾光片的像素的觀察表面將使該像素顯現(xiàn)紅色，而將同樣像素的白色粒子移動(dòng)靠近顯示器的后表面將使該像素顯現(xiàn)黑色。用這種方法產(chǎn)生顏色的主要問(wèn)題是濾色器的象素化限制了顯示器的亮度。例如，如果期望紅顏色，由紅色濾光片覆蓋的像素被設(shè)置呈現(xiàn)紅色，而由綠和藍(lán)濾色鏡覆蓋的像素被設(shè)置呈現(xiàn)暗色，因此僅僅部分顯示器表面具有期望的顏色而剩余部分是暗色的，因此限制所獲得的任何顏色的亮度?？删哂腥齻€(gè)光學(xué)狀態(tài)(黑色、白色和彩色或黑色、白色和透明)的反射式顯示器將在圖像質(zhì)量、成本和易于制造方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
[0051]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及使用快門(mén)模式的電光介質(zhì)以制造改進(jìn)的彩色顯示器。
[0052]此外，如已經(jīng)提到的，本發(fā)明的進(jìn)一步方面涉及使用如上所述的前平面疊層和雙重釋放薄膜，用于形成電光顯示器的方法和器件。在實(shí)際工業(yè)高容量的方法中，目前有必要使用熱層壓方法使FPL或雙重釋放薄膜連接到背平面。該背平面可為具有一個(gè)或多個(gè)圖案化的導(dǎo)電徑跡(conductive trace)的直接驅(qū)動(dòng)分節(jié)類型,或者可為非線性電路類型(例如，有源基質(zhì))。
[0053]在將FPL或雙重釋放薄膜層壓至玻璃有源基質(zhì)背平面(薄膜晶體管陣列，或縮寫(xiě)TFT' s)的方法研制期間，遇到許多與傳統(tǒng)層壓設(shè)備有關(guān)的問(wèn)題。本發(fā)明提供所需的和期望的常規(guī)工具的變型，以便于加工FPL' s和玻璃TFT' s上的雙重釋放薄膜。在本文中描述的本發(fā)明可用于FPL型或雙重釋放薄膜型顯示器層壓工具的設(shè)計(jì)，所述顯示器也使用塑料或金屬箔背平面。
[0054]最后，本發(fā)明涉及制造混合顯示器的方法，所述混合顯示器由具有不同熱膨脹系數(shù)的材料形成。顯示器電池。電光顯示器可使用兩個(gè)玻璃板構(gòu)造。第一板形成前表面，并且提供用于尋址電光介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)電極。第二板形成后表面并且提供用于尋址電光介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)電極(并且也許為非線性元件如薄膜晶體管)。理想地，所用形成前后板的材料在某些機(jī)械性能如熱膨脹系數(shù)(CTE)和相對(duì)濕度膨脹系數(shù)(CHE)上相似。進(jìn)一步，在有些情況下，期望材料具有厚度和楊氏模量(Young' s Modulus) (E)所選的組合以便滿足制造的某些要求。
[0055]在其它情況下，如當(dāng)使用FPL和玻璃或類似的剛性背平面形成顯示器時(shí)，所得的“混合”電光顯示器不可避免地使得顯示器前后“板”的材料在其機(jī)械性能上不同。這種混合顯示器在其制造中帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。例如，使用封裝的電泳FPL和玻璃TFT背平面所構(gòu)造的顯示器實(shí)際上具有層壓至玻璃背平面的塑料前板，其中基本上是異質(zhì)材料非對(duì)稱的堆疊層。作為此構(gòu)造的結(jié)果，顯示器顯示了在傳統(tǒng)玻璃/玻璃顯示器中未發(fā)現(xiàn)的機(jī)械特征。特別地，非對(duì)稱構(gòu)造導(dǎo)致與面板溫度或濕度變化有關(guān)的復(fù)合面板的卷曲(翹曲)。與翹曲有關(guān)的應(yīng)力和張力對(duì)這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，對(duì)面板加工、材料和構(gòu)造方法存在著一種需要，要求在很寬的工作條件范圍內(nèi)導(dǎo)致面板具有可接受的性能，而本發(fā)明設(shè)法滿足這些要求。
[0056]因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制造封裝的電泳顯示器的方法，該方法包括:
[0057]提供電泳介質(zhì)，其包括多個(gè)在聚合物粘合劑中的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中，并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)，所述帶電粒子能夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)；
[0058]提供背平面，其具有至少一個(gè)電極；和
[0059]在一定溫度下將電泳介質(zhì)層壓至背平面，在該溫度時(shí)聚合物粘合劑將流動(dòng)并且電泳介質(zhì)與背平面直接接觸，從而引起聚合物粘合劑流動(dòng)并且將電泳介質(zhì)固定至背平面以形成顯示器。
[0060]如容易地對(duì)電光顯示器制造領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，這個(gè)方法不同于將電光介質(zhì)層壓到背平面的常規(guī)方法在于在電光顯示器和背平面之間無(wú)需疊層膠粘劑；實(shí)際上，聚合物粘合劑起粘合劑和疊層膠粘劑的作用。因此，為方便起見(jiàn)，在下文中這個(gè)方法可稱為本發(fā)明的“無(wú)膠粘劑”方法。
[0061]在這個(gè)方法中，電泳介質(zhì)可為前述任何的類型。因此，例如，電泳介質(zhì)可為常規(guī)的封裝的電泳介質(zhì)，其中每個(gè)小滴被限制在和聚合物粘合劑分離的囊壁范圍內(nèi)(盡管這種囊壁本身可由聚合物材料組成)。或者，電泳介質(zhì)可為聚合物-分散的類型，其中小滴形成兩相系統(tǒng)的不連續(xù)相并且被形成聚合物粘合劑的連續(xù)相圍繞。
[0062]在本發(fā)明的無(wú)膠粘劑方法中，電泳介質(zhì)可被置于透光基底上，使得層壓后，電泳介質(zhì)被夾在基底和背平面之間。透光電極可被置于電泳介質(zhì)和基底之間，電泳介質(zhì)具有釋放片層，所述釋放片層覆蓋遠(yuǎn)離該基底的電泳介質(zhì)表面(即，如上述2004/0027327所述，電泳介質(zhì)可被結(jié)合進(jìn)前平面疊層)，并且該釋放片層在層壓前被除去。
[0063]在無(wú)膠粘劑方法中，層壓在足夠引起聚合物粘合劑流動(dòng)的溫度條件下進(jìn)行，使得粘合劑將流動(dòng)并且將電泳介質(zhì)固定至背平面。所用溫度當(dāng)然不應(yīng)該如此高以至于對(duì)電泳介質(zhì)或存在的任何其他溫度敏感的器件造成不能接受的損害。因此，應(yīng)該選擇粘合劑，使得其在允許層壓進(jìn)行的溫度條件下流動(dòng)而不損害電泳介質(zhì)或其他器件。通常，期望使用在不超過(guò)150°C并且優(yōu)選不超過(guò)100°C的條件下流動(dòng)的聚合物粘合劑。如在上述2003/0025855中所詳述的，選擇用于電泳顯示器的疊層膠粘劑是復(fù)雜的，因?yàn)楸仨毧紤]大量因素，包括膠粘劑的電氣性質(zhì)，并且相同因素適用于同樣起疊層膠粘劑作用的聚合物粘合劑。因此，由于如上述2003/0025855中所述的相同理由，通常優(yōu)選用于無(wú)膠粘劑方法的聚合物粘合劑是聚氨酯。
[0064]由于以下詳述的理由，用于無(wú)膠粘劑方法的聚合物粘合劑與電泳介質(zhì)中的小滴的比值通常高于使用與粘合劑分離的膠粘劑的現(xiàn)有技術(shù)方法。在無(wú)膠粘劑方法中，典型地聚合物粘合劑將占電泳介質(zhì)的至少20wt%和令人期望地至少30wt%。
[0065]用于無(wú)膠粘劑方法的背平面可為本領(lǐng)域已知的任何類型。例如，背平面可為直接驅(qū)動(dòng)類型，其具有多個(gè)像素電極和導(dǎo)電徑跡，通過(guò)導(dǎo)電徑跡可獨(dú)立地控制像素電極上的電勢(shì)?；蛘?，背平面可為有源基質(zhì)背平面，其包括多個(gè)像素電極和至少一個(gè)與每個(gè)像素電極有關(guān)的非線性元件。
[0066]本發(fā)明還提供一種電泳介質(zhì)(其在下文中可被稱為本發(fā)明的“無(wú)膠粘劑介質(zhì)”)，其意圖用于如上所述的無(wú)膠粘劑方法。本電泳介質(zhì)包括多個(gè)在聚合物粘合劑中的電泳介質(zhì)的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)所述帶電粒子能夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)，其中聚合物粘合劑在不超過(guò)150°C的溫度下流動(dòng)。
[0067]在本無(wú)膠粘劑介質(zhì)中，令人期望地聚合物粘合劑在不超過(guò)約100°C的溫度下流動(dòng)。電泳介質(zhì)可為前述任何的類型。因此，例如，電泳介質(zhì)可為常規(guī)的封裝的電泳介質(zhì)，其中每個(gè)小滴被限制在和聚合物粘合劑分離的囊壁范圍內(nèi)(盡管這種囊壁本身可由聚合物材料組成)?；蛘?，電泳介質(zhì)可為聚合物-分散的類型，其中小滴形成兩相系統(tǒng)的不連續(xù)相并且被形成聚合物粘合劑的連續(xù)相圍繞。
[0068]本發(fā)明的無(wú)膠粘劑介質(zhì)可與覆蓋該介質(zhì)的一個(gè)表面的透光基底結(jié)合使用，任選與被置于電泳介質(zhì)和基底之間的透光電極結(jié)合。電泳介質(zhì)可具有釋放片層，所述釋放片層覆蓋遠(yuǎn)離該基底的電泳介質(zhì)表面(即，電泳介質(zhì)可結(jié)合進(jìn)前平面疊層，如上述2004/0027327中所述)。
[0069]由于上述理由，在無(wú)膠粘劑介質(zhì)中，典型地聚合物粘合劑將占電泳介質(zhì)的至少約20wt%和令人想望地至少約30wt%，并且聚合物粘合劑可包括聚氨酯。
[0070]本發(fā)明還提供用于制造顯示器的薄膜，該薄膜順次包括:
[0071]透光的導(dǎo)電層；
[0072]電泳介質(zhì)，其包括多個(gè)在聚合物粘合劑中的電泳介質(zhì)的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)所述帶電粒子能夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)，該聚合物粘合劑在不超過(guò)150°C的溫度下流動(dòng)；和
[0073]釋放片層，其與聚合物粘合劑接觸。
[0074]此薄膜實(shí)際上是如上述2004/0027327所述的前平面疊層，其被改進(jìn)以用具有粘合劑(根據(jù)本發(fā)明，其還可以起疊層膠粘劑的作用)的電泳介質(zhì)代替電泳介質(zhì)和最初前平面疊層的疊層膠粘劑層。
[0075]本發(fā)明還提供用于制造顯示器的薄膜，該薄膜包括:
[0076]電泳介質(zhì)層，其包括多個(gè)在聚合物粘合劑中的電泳介質(zhì)的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)所述帶電粒子能夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)，該聚合物粘合劑在不超過(guò)150°C的溫度下流動(dòng)，該層在其相對(duì)側(cè)面上具有第一和第二表面；
[0077]第一釋放片層，其覆蓋電泳介質(zhì)層的第一表面；和
[0078]第二釋放片層，其覆蓋電泳介質(zhì)層的第二表面。
[0079]此薄膜實(shí)際上是如上述2004/0027327所述的雙重釋放片層，其被改進(jìn)以用具有粘合劑(根據(jù)本發(fā)明，其還可以起疊層膠粘劑的作用)的電泳介質(zhì)代替電泳介質(zhì)和最初前平面疊層的疊層膠粘劑層。
[0080]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明用于形成電光顯示器所用的子配件的方法，這個(gè)方法包括:
[0081]將電光介質(zhì)層沉積于第一釋放片層上；
[0082]將疊層膠粘劑層沉積于第二釋放片層；和
[0083]其后，在有效引起疊層膠粘劑粘附于電光介質(zhì)的條件下，使第一釋放片層上的電光介質(zhì)與第二釋放片層上的疊層膠粘劑接觸，從而形成子配件，其包括夾在兩個(gè)釋放片層之間的疊層膠粘劑和電光介質(zhì)。這個(gè)方法，其主要地盡管非排他地意圖用于裝配柔性顯示器，為方便起見(jiàn)，在下文中可被稱為本發(fā)明的“柔性子裝配工藝”。這個(gè)方法可進(jìn)一步包括從子配件除去第一釋放片層和將電光介質(zhì)層壓至包括至少一個(gè)電極的背平面。該方法可進(jìn)一步包括，在將電光介質(zhì)層壓至其前，將疊層膠粘劑層層壓至背平面。
[0084]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于顯示彩色圖像的設(shè)備，該設(shè)備包括具有多個(gè)像素的電光顯示器，其中每個(gè)像素可獨(dú)立地設(shè)置為透光的光學(xué)狀態(tài)或基本上不透明的光學(xué)狀態(tài)，發(fā)光裝置被安排閃爍至少兩個(gè)不同顏色光的單獨(dú)脈沖到電光顯示器的一個(gè)表面上。在進(jìn)一步的方面中，本發(fā)明提供用于產(chǎn)生不同顏色光脈沖的設(shè)備，該設(shè)備包括光源和被安排接受來(lái)自光源的光的濾光配件，該濾光配件包括:
[0085]具有透光狀態(tài)和具有第一光學(xué)特性的著色狀態(tài)的第一電光層；
[0086]第一電極,其被安排向第一電光層施加電場(chǎng)，所述電場(chǎng)能夠使第一電光層在其透光狀態(tài)和著色狀態(tài)之間切換；
[0087]具有透光狀態(tài)和具有不同于第一光學(xué)特性的第二光學(xué)特性的著色狀態(tài)的第二電光層；和
[0088]第二電極，其被安排向第二電光層施加電場(chǎng)，所述電場(chǎng)能夠使第二電光層在其透光狀態(tài)和著色狀態(tài)之間切換。
[0089]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于制造混合顯示器的第一方法，該第一方法包括:
[0090](a)提供前平面疊層，其包括電光層和基底，該前平面疊層具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE)；
[0091](b)通過(guò)將前平面疊層層壓至背平面制造電光顯示器，所述背平面包括至少一個(gè)電極，該背平面具有第二 CTE ；
[0092](C)將顯示器加熱至閾溫以上的溫度，從而制造具有曲率的加熱的顯示器；和
[0093](d)逐漸地降溫至周?chē)鷾囟纫葬尫沤Y(jié)構(gòu)應(yīng)力使得曲率充分降低，所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力是由于前平面疊層和背平面的任何不均勻膨脹造成的。
[0094]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于制造混合顯示器的第二方法，該第二方法包括:
[0095](a)將前平面疊層粘附至背平面，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE)的第一材料，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料，從而制造具有第一曲率的混合顯不器
[0096](b)通過(guò)強(qiáng)制顯示器暫時(shí)呈現(xiàn)相對(duì)于第一曲率的第二曲率而降低混合顯示器的曲率。
[0097]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于制造混合顯示器的第三方法，該第三方法包括:
[0098](a)提供前平面疊層，其包括具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE)的第一材料；
[0099](b)將背平面粘附于前平面疊層，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料；和
[0100](c)通過(guò)將第三面板粘附至背平面而制造混合顯示器，所述第三面板包括不同于第二材料的材料，使得與只由前平面疊層和背平面而不是第三面板組成的顯示器相比，混合面板的總曲率充分地降低。
[0101]最后，本發(fā)明提供用于制造混合顯示器的第四方法，該第四方法包括:
[0102](a)調(diào)節(jié)前平面疊層至第一溫度，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE)的第一材料；
[0103](b)調(diào)節(jié)背平面至第二溫度，所述背平面包括具有第二 CTE的第二材料；和
[0104](c)將溫度調(diào)節(jié)過(guò)的前平面疊層粘附于溫度調(diào)節(jié)過(guò)的背平面以制造混合顯示器。
[0105]在各個(gè)用于制造混合顯示器的上述方法中，前平面疊層可包括電泳層，其可為任何前述的類型。
[0106]附圖的圖1是通過(guò)如上述2004/0027327所述的現(xiàn)有技術(shù)前平面疊層的剖面示意圖，但釋放層被除去以備層壓至背平面。
[0107]圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)顯示器的剖面示意圖，該顯示器由將圖1中所示的前平面疊層層壓到含像素電極的背平面而產(chǎn)生。
[0108]圖3是通過(guò)本發(fā)明的前平面疊層的類似于圖1的剖面示意圖，此外釋放層被除去以備層壓至背平面。
[0109]圖4是表示顯示器的類似于圖2的剖面示意圖，該顯示器由將圖1中所示的前平面疊層層壓到含像素電極的背平面而產(chǎn)生。圖5至9是示意側(cè)視圖，其表示在本發(fā)明的柔性子裝配工藝中的各個(gè)步驟。
[0110]圖10是本發(fā)明用于顯示彩色圖像的設(shè)備的示意側(cè)視圖。
[0111]圖11是本發(fā)明用于產(chǎn)生不同顏色光脈沖的設(shè)備的示意側(cè)視圖。
[0112]圖12是通過(guò)可根據(jù)本發(fā)明制造的混合電泳顯示器的顯示單元的剖面示意圖。圖13A和13B是舉例說(shuō)明可用來(lái)減輕在如圖12中所示顯示器中的翹曲的方法的示意側(cè)視圖。
[0113]圖14是表示可用來(lái)防止在如圖12中所示顯示器中的翹曲的進(jìn)一步方法的示意側(cè)視圖。
[0114]圖15舉例說(shuō)明制造混合顯示器的方法，其中溫度調(diào)節(jié)用來(lái)控制任何顯示器翹曲趨向。圖16是同圖12相比放大很多的剖面示意圖，其表示一個(gè)可能的可用于圖12顯示器的邊封形態(tài)。
[0115]如已指出，本發(fā)明具有數(shù)個(gè)不同的涉及電光顯示器以及用于生產(chǎn)這種顯示器的方法和器件的方面。這些不同的方面將主要在以下分別詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是單個(gè)的顯示器、方法或器件可使用本發(fā)明一個(gè)以上的方面。例如，使用本發(fā)明的前平面疊層可進(jìn)行本發(fā)明制造混合顯示器的不同方法。
[0116]無(wú)膠粘劑方法、介質(zhì)、前平面疊層和雙重釋放薄膜
[0117]本發(fā)明以上全部方面被結(jié)合在一起是因?yàn)樗鼈兌忌婕芭懦ǔＳ糜诜庋b的電泳介質(zhì)和電泳顯示器的至少一個(gè)其他器件之間的疊層膠粘劑；該其他器件典型地是背平面，但在某些情況下，本發(fā)明可使得剔除電泳介質(zhì)和前基底之間的疊層膠粘劑，所述前基底提供觀察表面，觀察者通過(guò)其意圖觀看顯示器。如已經(jīng)提到的，剔除疊層膠粘劑是通過(guò)在電泳介質(zhì)中使用粘合劑而進(jìn)行的，所述粘合劑可在層壓所用的溫度條件下流動(dòng)，因此實(shí)際上該粘合劑還作為疊層膠粘劑。流動(dòng)的概念是復(fù)雜的但在本文中它是指一種聚合物材料，其已經(jīng)通過(guò)從彈性到塑性或粘性狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
[0118]本發(fā)明用于無(wú)膠粘劑介質(zhì)及方法的粘合劑的選擇當(dāng)然必須考慮的是不僅其流動(dòng)溫度而且其與另一個(gè)電泳介質(zhì)器件的相容性以及驅(qū)動(dòng)該介質(zhì)的要求，特別包括粘合劑的電阻率。令人想望地，粘合劑在不超過(guò)150°C的溫度下流動(dòng)，并且優(yōu)選在不超過(guò)100°C的溫度下。通常，粘合劑的優(yōu)選的類型是聚氨酯；已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些聚氨酯可滿足這些優(yōu)選的流動(dòng)溫度而仍然可與通常用于電泳介質(zhì)中的全部另一個(gè)器件相容。
[0119]此外，在選擇用于本發(fā)明無(wú)膠粘劑介質(zhì)及方法的粘合劑中，應(yīng)該不僅注意所用粘合劑的類型而且應(yīng)該注意粘合劑的比例。如在數(shù)個(gè)上述E Ink和MIT專利與申請(qǐng)中所討論的，由將囊和粘合劑的混合物涂布到基底或聚合物-分散的類型的介質(zhì)上所制備的封裝的電泳介質(zhì)往往具有非平面型表面，因?yàn)閱为?dú)的囊或小滴在干燥和/或固化的電泳介質(zhì)的表面上形成“凸起”，并且當(dāng)(按照優(yōu)選情況)介質(zhì)基本上由囊或小滴的單個(gè)層組成時(shí)，情況更是如此。在使用疊層膠粘劑的常規(guī)方法中，疊層膠粘劑不僅用于將電泳介質(zhì)粘附至背平面或其他器件，而且使電泳介質(zhì)最初的非平面型表面平面化，因此避免各種的問(wèn)題(例如，形成空穴和電泳介質(zhì)對(duì)所施加的電場(chǎng)的不規(guī)則反應(yīng))，如果將該電泳介質(zhì)的非平面型表面層壓至背平面或其他器件的平面型表面時(shí)，這些問(wèn)題會(huì)另外出現(xiàn)。
[0120]當(dāng)根據(jù)本發(fā)明為避免這類問(wèn)題而剔除疊層膠粘劑時(shí)，非常期望可流動(dòng)的粘合劑不僅僅代替以前所用的疊層膠粘劑的膠粘劑功能，而且代替其平面化功能，并且為使可流動(dòng)的粘合劑能夠這樣做，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與典型地現(xiàn)有技術(shù)所用的電泳介質(zhì)(其意圖與疊層膠粘劑一起使用)相比，通常期望使用在本發(fā)明無(wú)膠粘劑的電泳介質(zhì)中更高比例的粘合劑?？紤]，例如，一種理想化的封裝的電泳介質(zhì)，其包括依靠基底的六邊形緊密填賽的球形囊的單個(gè)層。該囊占該層的體積分?jǐn)?shù)是大約60.5%，該層的剩下的39.5Vol%由粘合劑占據(jù)。這暗示囊與粘合劑體積比為約3: 2將足以使粘合劑能夠填充囊間的所有空間，因此使囊層平面化。進(jìn)一步考慮該理想化系統(tǒng)暗示粘合劑略大的比例(例如囊與粘合劑體積比為1:1)是期望的，以保證過(guò)量粘合劑覆蓋囊層，因此降低在層壓過(guò)程期間囊壁可受損害和也許爆裂的機(jī)會(huì)。
[0121]然而，如數(shù)個(gè)上述E Ink和MIT專利和申請(qǐng)所述(特別見(jiàn)美國(guó)專利Nos.6067185和6392785)，實(shí)際上制造的封裝的電泳介質(zhì)與理想化模型有很大的差別，其中因?yàn)殡娪窘橘|(zhì)層在干燥或固化期間收縮而使最初球形囊變平成扁橢球，以及在至少一些情況中，因?yàn)槭湛s繼續(xù)，扁橢球彼此接觸并且形成平面型接觸區(qū)域，垂直于層的厚度充分延伸，因此最終囊具有基本上棱柱的形狀，理想地六方柱。類似的效果隨聚合物-分散的電泳介質(zhì)而觀察至IJ。與緊密填賽的球形囊，扁橢球和棱柱形狀的囊占電泳介質(zhì)明顯更大的比例，因此在前者情況中需要更少的粘合劑。另外，上述討論集中在體積比，大多數(shù)粘合劑的密度往往略高于大多數(shù)電泳介質(zhì)，所述電泳介質(zhì)的多半是由低密度脂肪族烴懸浮液組成，因此粘合劑的重量比可略高于體積比。用于任何特定介質(zhì)的粘合劑的最佳比例最好憑經(jīng)驗(yàn)確定，但作為一般性指導(dǎo)可以說(shuō)明的是聚合物粘合劑應(yīng)該典型地占電泳介質(zhì)的至少20%，令人想望地至少30wt% (該比值當(dāng)然是基于實(shí)質(zhì)上干燥的囊的重量和基于粘合劑固相物質(zhì)(solid basis)計(jì)算的，因?yàn)檎澈蟿┑湫偷刈鳛橐环N膠乳被加入)。典型地，最適比率將為2至3重量份的囊每重量份的聚合物粘合劑。應(yīng)該避免使用大量過(guò)剩的粘合劑，因?yàn)檫@種過(guò)量往往“稀釋”該囊，使其超過(guò)它們優(yōu)良填賽的點(diǎn)，由此使介質(zhì)的電光性能退化。
[0122]本發(fā)明無(wú)膠粘劑方法的層壓步驟可使用任何本領(lǐng)域已知的技術(shù)進(jìn)行。因此，例如層壓可使用卷對(duì)卷方法進(jìn)行，使本發(fā)明前平面疊層(帶有從其剝離的釋放片層)和形成在柔性基底上的成卷背平面在層壓機(jī)的受熱輥間通過(guò)。
[0123]本發(fā)明的前平面疊層和雙重釋放薄膜可包括任何任選的描述于上述2004/0027327和2004/0155857中的特征。因此，例如，前平面疊層可具有導(dǎo)電通路和接觸墊，如2004/0027327所述。前平面疊層的釋放片層可具有導(dǎo)電層以便于以如上所述的方式檢測(cè)前平面疊層。
[0124]本發(fā)明的前平面疊層不僅剔除現(xiàn)有技術(shù)FPL的層(即疊層膠粘劑層)而且簡(jiǎn)化總裝配工藝。在描述于上述2004/0027327中的現(xiàn)有技術(shù)方法中，F(xiàn)PL典型地由將囊/粘合劑漿料涂布到基底上形成，所述基底包括含銦-錫-氧化物(ITO)層的聚合物薄膜，該淤漿被涂布到薄膜的ITO覆蓋的表面上。所得的囊-涂布的薄膜然后經(jīng)受第一層壓，其中將疊層膠粘劑層層壓到囊/粘合劑層的裸露表面，然后施加釋放片層以形成FPL。當(dāng)FPL將被裝配成顯示器時(shí)，該釋放片層被除去并且進(jìn)行第二層壓以將疊層膠粘劑固定到背平面，因此形成最終顯示器。本發(fā)明使能夠使第一層壓被剔除，因此簡(jiǎn)化生產(chǎn)顯示器的總加工過(guò)程。
[0125]本發(fā)明的該方面現(xiàn)在將參考附圖的圖1-4進(jìn)行舉例說(shuō)明。如已經(jīng)提到的，圖1表示如上述2004/0027327所述的現(xiàn)有技術(shù)的前平面疊層，但釋放層被除去以備層壓至背平面。如圖1所示，前平面疊層包括前基底100，其由聚合物薄膜形成，含銦氧氧化物的層102(層102的厚度與基底100的厚度相比被大大地放大，便于說(shuō)明)，其將形成最終顯示器的公共前電極。前平面疊層進(jìn)一步包括電泳層，其包括在粘合劑106中的囊104，和疊層膠粘劑層108。
[0126]圖2表示由將圖1的前平面疊層層壓到含像素電極(未示)的背平面110而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。將會(huì)看到，在圖2的疊層中，兩個(gè)電泳層104/106和膠粘劑層108存在于平面電極層102和像素電極之間。
[0127]圖3表示本發(fā)明的前平面疊層，此外釋放層被除去以備層壓至背平面。圖3的前平面疊層通常類似于圖1的前平面疊層，但具有熱可流動(dòng)的粘合劑106'而沒(méi)有膠粘劑層。
[0128]最后，圖4表示由圖3的前平面疊層層壓到背平面110而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。將會(huì)看到，在圖4的疊層中，在前平面電極層102和像素電極之間僅僅存在電泳層104/106。因?yàn)橄姌O之間的膠粘劑層，在任何給定的工作電壓條件下，圖4的疊層將典型地比圖2的疊層基本上轉(zhuǎn)換得更快。現(xiàn)在給出以下實(shí)施例，然而只作為說(shuō)明，以舉例說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
實(shí)施例
[0129]基本上如上述2002/0185378的實(shí)施例30所述，制備在脂肪族烴懸浮液中含聚合物-涂布的二氧化鈦和炭黑粒子的以及具有凝膠/阿拉伯樹(shù)膠囊壁的雙粒子相反極性電泳囊。這些囊然后與常規(guī)聚氨酯膠乳粘合劑以1:1重量比(囊/粘合劑固相物質(zhì))混合，基本上如該實(shí)施例30所述，將所得物縫式涂布到5mil (127 μ m)聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)薄膜(該薄膜在一個(gè)表面上涂布有ΙΤ0)上，并固化以產(chǎn)生最終的囊/粘合劑層，其基本上包括囊的單層并且厚度為15-30 μ m。所得的囊-涂布的薄膜基本上是本發(fā)明的FPL，除了它沒(méi)有釋放片層以外，所述釋放片層不是必需的，因?yàn)橥坎嫉谋∧ぞo接著被使用，如下所述。
[0130]使用熱輥層壓機(jī)，然后將囊涂布的薄膜層壓到包括覆蓋石墨層的聚合物薄膜的背平面，電泳層和石墨層接觸，以及將所得的結(jié)構(gòu)切成2英寸正方形(51mm正方形)的尺寸以產(chǎn)生試驗(yàn)性單象素顯示器，其顯現(xiàn)令人滿意的電光性能。
[0131]進(jìn)一步相似的實(shí)驗(yàn)表明以較低的粘合劑與囊重量比約1: 2-1: 3，能夠獲得令人滿意的電光性能。
[0132]柔性子裝配方法
[0133]本發(fā)明的柔性子裝配方法使得裝配極柔性和順性顯示器以良好地適用于例如上述其中柔性是最重要因素的應(yīng)用。A優(yōu)選的子裝配方法將參考附圖的圖5-9進(jìn)行描述。
[0134]優(yōu)選的方法以第一釋放片層500 (圖5)為起點(diǎn)。電光介質(zhì)502層被涂布或另外被沉積在第一釋放片層500上。分別地，疊層膠粘劑504層形成在第二釋放片層506上并且被層壓至電光介質(zhì)502，使得疊層膠粘劑504粘附于電光介質(zhì)502。
[0135]在另外的操作中，如圖6所示，背平面508通過(guò)絲網(wǎng)印刷或類似的淀積方法(見(jiàn)上述E Ink/MIT專利和申請(qǐng)，用于形成這種背平面的適當(dāng)?shù)姆椒?在第三釋放片層510上形成。分別地，疊層膠粘劑512層形成在第四釋放片層514上并且被層壓到背平面508，使得疊層膠粘劑512粘附于背平面508。
[0136]在本方法的下一步中，使第四釋放片層514從圖6所示的結(jié)構(gòu)除去，因此使疊層膠粘劑512暴露，并且使第一薄板500從圖5所示的結(jié)構(gòu)除去，因此使電光介質(zhì)502暴露。然后兩個(gè)所得的結(jié)構(gòu)用和電光介質(zhì)502接觸的疊層膠粘劑512層壓在一起，因此形成圖7所示的多層結(jié)構(gòu)。
[0137]在另外的操作中，另一個(gè)疊層膠粘劑516層被涂布在第五釋放片層518上。第三釋放片層510從圖7所示的結(jié)構(gòu)中撕去并且疊層膠粘劑516和第五釋放片層518被層壓至其背平面表面以產(chǎn)生圖8所示的結(jié)構(gòu)。
[0138]該方法的下一步將圖8的結(jié)構(gòu)固定至基底，例如壓力感應(yīng)開(kāi)關(guān)或傳感裝置，其已經(jīng)覆蓋了絕緣材料薄層以使圖8結(jié)構(gòu)的電光顯示器器件絕緣。此疊層通過(guò)從圖8結(jié)構(gòu)剝落第五釋放片層518并且將疊層膠粘劑516層壓因而暴露于基底520 (圖9)而起作用?；蛘撸睡B層膠粘劑層(其與傳感或開(kāi)關(guān)裝置接觸)可由高絕緣壓敏粘結(jié)劑材料形成，而在這樣情況下可以剔除絕緣材料層。最后，去除第二釋放片層506以使疊層膠粘劑504暴露，然后將疊層膠粘劑504層壓至頂端平面電極522，頂端平面電極522將典型地支承在前基底如聚合物薄膜(其用作保護(hù)層以保護(hù)最終的電光顯示器)上。或者，頂端平面電極522可通過(guò)涂布過(guò)程形成，例如通過(guò)將導(dǎo)電聚合物沉積在疊層膠粘劑504上。
[0139]遵循相同的基本構(gòu)圖可使用不同的替代方法。例如，電光介質(zhì)在本方法的第一步驟中可直接涂布在導(dǎo)電支承上，由此完全省去第二釋放片層的除去和頂端平面電極的層壓或形成。此過(guò)程導(dǎo)致類似于圖9結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有最頂端的疊層膠粘劑層?；蛘?，不剝落第一釋放片層以使電光介質(zhì)暴露，而可將第二釋放片層剝落以得到具有暴露的膠粘劑層的雙層涂層。然后可將此雙層涂層層壓至薄的塑性支承上的導(dǎo)電層。就此，第一釋放片層可被除去而該方法的最后一步如前所述進(jìn)行。還會(huì)設(shè)想到其他裝配變化，因此可使用一般方法以多種方式構(gòu)造多種不同的電光顯示器結(jié)構(gòu)和裝置。
[0140]這里所舉例說(shuō)明的構(gòu)造技術(shù)特別地提供至少兩個(gè)新型結(jié)構(gòu)的制備，所述結(jié)構(gòu)包括直接粘附于機(jī)械傳感器的電光顯示器裝置。該兩個(gè)新型結(jié)構(gòu)的區(qū)別是，其中一個(gè)，顯示設(shè)備的頂端受保護(hù)性薄板(典型地塑料薄膜)的保護(hù)，而第二個(gè)(其中頂端平面電極用作導(dǎo)電聚合物材料，如PED0T)沒(méi)有進(jìn)一步的保護(hù)層。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)取決于應(yīng)用和所需裝置的耐用性。在機(jī)械傳感器通過(guò)按鈕激活的情況下，與電光裝置表面接觸的按鈕面應(yīng)被制成平滑的和/或略柔順的，因此，可不需要保護(hù)性塑性層。如果傳感器的驅(qū)動(dòng)是通過(guò)使用手指或觸筆或其他鋒利物體而發(fā)生(如在觸屏應(yīng)用中)，為了耐用性，將可能需要頂端保護(hù)層。但不論是哪種情況，裝置的耐用性將得到改進(jìn)，如果電光介質(zhì)是聚合物分散的電泳介質(zhì)的話。
[0141]也可以使用其它施用電光介質(zhì)的方法。特別地，將電泳囊和粘合劑電淀積到圖案化的背平面(見(jiàn)，國(guó)際申請(qǐng)PCT/US2004/009421)將是特別適合結(jié)合電光介質(zhì)的方法，并且將剔除上述過(guò)程中的一些層壓/脫層步驟。本技術(shù)還將能夠使用除了黑色或白色以外的多個(gè)專色來(lái)增強(qiáng)顯示功能。
[0142]由上述可知本發(fā)明的柔性子裝配方法可提供直接耦合到機(jī)械傳感器的電光顯示器和使用一系列層壓步驟來(lái)裝配這種裝置的一般方法。顯示器和傳感器之間的直接耦合剔除了時(shí)至少一個(gè)相對(duì)剛性的支承薄板的需要，改進(jìn)該耦合裝置的分辨率和觸覺(jué)。一個(gè)可由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的這種裝置是使用封裝的電泳顯示器的觸屏；另一個(gè)是具有可轉(zhuǎn)換按鈕指示器的電話機(jī)鍵區(qū)。這是極強(qiáng)大的構(gòu)造技術(shù)的一種用途，所述構(gòu)造技術(shù)可利用封裝的電泳介質(zhì)的耐用性和柔性。
[0143]用于顯示彩色圖像和產(chǎn)生光脈沖的設(shè)備
[0144]如已經(jīng)提到的，本發(fā)明提供用于顯示彩色圖像的設(shè)備，和用于產(chǎn)生不同顏色光脈沖的設(shè)備，后一設(shè)備意圖用作顯示彩色圖像設(shè)備中的子配件。
[0145]如上所述，已經(jīng)舉例說(shuō)明封裝的電泳介質(zhì)和相似的電光介質(zhì)適合濾色陣列。然而，存在著數(shù)個(gè)與使濾色陣列、電泳介質(zhì)或其他電光介質(zhì)和電子驅(qū)動(dòng)器整合有關(guān)的根本挑戰(zhàn)。與這種顯示器設(shè)計(jì)有關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題涉及利用子象素以形成顯示器的像素。在此結(jié)構(gòu)中，子象素(例如紅R、綠G和藍(lán)B)必須被各個(gè)尋址以便欺騙人眼使其看見(jiàn)基本顏色的光譜。換句話說(shuō)、最小的可尋址元件只顯示單個(gè)顏色和其色調(diào)，即子象素不能顯示可見(jiàn)光的全部光譜。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該顯示器的最小的可尋址元件可顯示每個(gè)基本色(我們實(shí)施例中的R、G和B)。本發(fā)明的設(shè)備使用百葉窗方式的電光介質(zhì)和場(chǎng)序制操作技術(shù)(即，一種技術(shù)，其中表現(xiàn)總圖像各個(gè)彩色通道的“子圖像”在時(shí)間上而不是空間上分離，但分離是以觀察者眼睛看見(jiàn)總的彩色圖像的方式進(jìn)行)解決了此問(wèn)題。
[0146]存在兩種使用場(chǎng)序制尋址的方法而剔除如上所述的問(wèn)題。第一，使用本發(fā)明用于顯示彩色圖像的設(shè)備，在顯示器中可使用色序背光器(backlight)(例如，由LumiLEDsCorporat1n, San Jose, CA制造的背光器),并且使用“快門(mén)模式”的電光光學(xué)傳感器。場(chǎng)序制背光器周期性地、與光學(xué)傳感器的快門(mén)速度同步地閃過(guò)顯示器的基本色，如紅、綠和藍(lán)。通過(guò)用適當(dāng)?shù)臅r(shí)空控制方法使光學(xué)傳感器從明晰到不透明轉(zhuǎn)換，全色圖象可呈現(xiàn)給觀察者。這類裝置在附圖的圖10中以非常示意的方式舉例說(shuō)明。圖10顯示一種電光顯示器，其包括含多個(gè)像素電極(未示)的基底1000、電光介質(zhì)(例如封裝的電泳介質(zhì))的層1002和連續(xù)的前電極1004。該顯示器具有場(chǎng)序制背光器1006，其閃爍紅、綠和藍(lán)，其與電光介質(zhì)層1002的快門(mén)速度同步。該傳感器和背光器應(yīng)該足夠迅速轉(zhuǎn)換以使得人眼在時(shí)間上整合顯示器所發(fā)出的顏色。
[0147]其次，使用堆疊的電光薄膜，可以構(gòu)造色序背光器(即，用于產(chǎn)生不同顏色光脈沖的本發(fā)明的設(shè)備)。這些堆疊的電光薄膜，其意圖與“單色”調(diào)光器(其可為如圖10所示的電光類型)一起使用，僅需要連續(xù)電極，因此它們將具有低生產(chǎn)成本。這類裝置在附圖的圖11中以非常示意的方式舉例說(shuō)明。圖11顯示了堆疊的色序后反射器，其包括具有連續(xù)電極1102和1104的藍(lán)色快門(mén)模式的電光介質(zhì)層1100(例如，封裝的電泳介質(zhì))、具有連續(xù)電極1108和1110的綠色快門(mén)模式的電光介質(zhì)層1106和具有連續(xù)電極1114和1116的紅色快門(mén)模式的電光介質(zhì)層1112。(對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，通過(guò)提供能夠產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的電壓電源，相鄰電極對(duì)1104/1108和1110/1114中的每一個(gè)可以被剔除。)在如圖11所示的全色光學(xué)傳感器中，電光介質(zhì)薄膜應(yīng)該被堆疊以最優(yōu)化其性能。例如，如果用于該薄膜的透明導(dǎo)體是對(duì)部分可見(jiàn)光譜具有特別的吸收性，那么那個(gè)顏色應(yīng)該在堆疊層中比其余呈現(xiàn)更高的彩度?？扉T(mén)模式光學(xué)傳感器，或任何其他光學(xué)傳感器(液晶、懸浮粒子顯示器、膽留醇型液晶、雙穩(wěn)態(tài)向列型液晶等)可與該設(shè)備一起使用作為單色光學(xué)傳感器。
[0148]盡管圖11舉例說(shuō)明使用三個(gè)堆疊的薄膜，其是最普通的配置(紅色/綠色/藍(lán)色或者黃色/青色/洋紅色)，本發(fā)明不局限于使用該三個(gè)堆疊的薄膜；在某些情況下，通過(guò)仔細(xì)選擇色彩范圍，只使用兩個(gè)堆疊的薄膜，也許可能產(chǎn)生有益的彩色圖像，或者使用更多個(gè)堆疊的薄膜來(lái)改進(jìn)囊終圖像的色域。同樣地，在用于顯示彩色圖像的本發(fā)明的設(shè)備中，發(fā)光裝置將典型地被安排閃爍三個(gè)不同的顏色的單獨(dú)的脈沖，但可使用較小或較大數(shù)目的顏色。
[0149]本發(fā)明的這個(gè)方面能夠使用快門(mén)模式電光介質(zhì)特別是封裝的電泳介質(zhì)來(lái)制造全色顯示器。圖10中所示類型的設(shè)備使得具有非常高的色飽和度和亮度，因?yàn)樯騆ED背光器提供了可觀的色域性能和光輸出。圖11所示類型的堆疊的電泳快門(mén)模式的背面設(shè)備對(duì)于產(chǎn)生光脈沖的設(shè)備而言是低功率、潛在低成本的設(shè)計(jì)。
[0150]形成電光顯示器的方法和器件
[0151]如已經(jīng)提到的，在將FPL' s層壓至玻璃有源基質(zhì)背平面(通常攜帶薄膜晶體管陣列，或縮寫(xiě)TFT' s)的方法研制期間，遇到許多問(wèn)題與傳統(tǒng)層壓設(shè)備有關(guān)的問(wèn)題。本發(fā)明提供所需的和期望的常規(guī)工具的變型，以便于在玻璃TFT' s上層壓FPL' S。這些變型也可用于設(shè)計(jì)層壓工具，其用于使用塑料或金屬箔背平面的FPL型顯示器。變型可適宜分為三個(gè)主要領(lǐng)域，即疊層的溫度控制、相對(duì)于背平面的FPL的堆放和進(jìn)行層壓的工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，這三個(gè)領(lǐng)域在下面分別論述。
[0152]營(yíng)層的溫度控制
[0153]可用于液晶顯示器(IXD)制造的常規(guī)的起偏器層壓機(jī)基本上適用于將FPL' s層壓到背平面，條件是該常規(guī)機(jī)器被改進(jìn)以包括用于加熱待層壓的零件的系統(tǒng)。在加熱待層壓的零件中存在著優(yōu)選的方法，然而，一些非容易地顯而易見(jiàn)。
[0154]最期望的是以這樣的方式施加熱，將疊層粘合溫度升高以足以引起疊層膠粘劑(其典型地是聚氨酯)中的塑性流動(dòng)。存在許多可用來(lái)描述塑性流動(dòng)的量度標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的。為了本目的，可以說(shuō)明的是粘合層溫度應(yīng)該等于或高于疊層膠粘劑的體積和剪切模量相等時(shí)的溫度(下文稱作交點(diǎn))?？珊?jiǎn)單地通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)溫度水平，將該背平面加熱到比該交點(diǎn)高很多的溫度并且在壓力(通過(guò)未受熱的輥或芯軸所施加的)條件下涂覆該FPL。
[0155]在改進(jìn)的方法中，還可以加熱該輥或芯軸，使得可以實(shí)現(xiàn)粘合層溫度的更精細(xì)的控制。在另一種變化中，輥、背平面和FPL本身可被加熱以進(jìn)行更高度的控制。在這最后的變化中，F(xiàn)PL的預(yù)熱使得處理量得到明顯的改進(jìn)，因?yàn)樵谶M(jìn)入發(fā)生層壓的區(qū)域前，該膠粘劑被預(yù)軟化。在所有實(shí)施方案中，導(dǎo)熱板(銅、鋁等)可用來(lái)提高所選擇的加熱元件的熱均勻性。
[0156]堆放控制用于LCD工業(yè)的傳統(tǒng)的起偏器層壓機(jī)可將塑料薄膜極精確地(±0.2mm-±0.3mm堆放精確度對(duì)于最新技術(shù)機(jī)器是尋常的)置于玻璃襯底上。當(dāng)考慮FPL' s的熱疊層時(shí)，然而，人們發(fā)現(xiàn)疊層溫度不能如此高以使得FPL往往在層壓過(guò)程期間滑動(dòng)。存在四個(gè)影響FPL滑動(dòng)的主要參數(shù):
[0157]1.疊層膠粘劑材料的選擇；
[0158]2.置層13父粘劑厚度；
[0159]3.疊層溫度，和
[0160]4.在層壓期間施加于FPL上的力。
[0161]例如，對(duì)于當(dāng)前優(yōu)選的聚氨酯疊層膠粘劑在FPL中以18μπι厚使用來(lái)說(shuō)，有必要將玻璃背平面控制在溫度小于85°C以防止在層壓過(guò)程中FPL在玻璃上的明顯滑動(dòng)(假設(shè)層壓過(guò)程中在FPL上的正常張力和使用未受熱的輥)。對(duì)于1511111厚的膠粘劑，溫度小于951:，滑動(dòng)是可接受的(對(duì)于該過(guò)程中在FPL上的正常張力)。因此，上述四個(gè)參數(shù)應(yīng)該被控制以免在層壓過(guò)程中FPL的明顯滑動(dòng)。期望滑動(dòng)小于1_，更令人想望地小于0.5_，和最令人想望地小于0.3_。
[0162]工作臺(tái)設(shè)計(jì)
[0163]就FPL層壓工具而言，本發(fā)明提供兩個(gè)FPL支承工作臺(tái)的改進(jìn)。第一個(gè)改進(jìn)是支承工作臺(tái)的熱控制。該溫度控制使能夠預(yù)熱FPL及由此的FPL上的膠粘劑，使得大大地增加層壓速度。加熱可通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射加熱完成。FPL的加熱當(dāng)然不應(yīng)該如此強(qiáng)烈以至于損害FPL。
[0164]其次，工作臺(tái)應(yīng)該平滑，以至其不刮傷FPL的塑料表面。工作臺(tái)可用聚四氟乙烯(例如“TEFLON”,注冊(cè)商標(biāo),其售自 E.1.du Pont de Nemours&C0., Wilmington, Delaware,美國(guó))或一些相似的柔軟、非刮傷塑料材料涂布或構(gòu)成?；蛘撸ぷ髋_(tái)可由金屬構(gòu)成，并且用非刮傷表面涂布或陽(yáng)極化。多孔石真空工作臺(tái)是可用的，但這些工作臺(tái)可增加工具刮傷FPL的傾向。
[0165]本發(fā)明還提供以下的對(duì)于將FPL層壓到背平面的進(jìn)一步改進(jìn):
[0166]提供容易調(diào)節(jié)輥所接觸FPL的起始位置的能力。提供容易調(diào)節(jié)輥落下到FPL的起始位置的能力。(在常規(guī)LCD型設(shè)備中，輥總是在薄膜的邊緣落下，這對(duì)于FPL層壓是不合需要的。對(duì)這種機(jī)器的簡(jiǎn)單調(diào)整使能夠改變FPL的起始位置和長(zhǎng)度，而不是輥的起始位置；提供這種調(diào)整是期望的。)
[0167]提供加熱滾筒以產(chǎn)生更好的溫度均勻性和控制，剔除在運(yùn)行期間疊層粘合層溫度漂移的可能性。
[0168]各種薄膜工作臺(tái)的變型，包括設(shè)置真空孔以最佳匹配FPL的成品形狀；加熱工作臺(tái)(其可對(duì)確保均勻的疊層溫度具有次要的影響，盡管對(duì)輥加熱是更重要的)；在工作臺(tái)上提供平整表面以使FPL的刮傷最小化。
[0169]制誥混合顯示器
[0170]如已經(jīng)提到的，本發(fā)明提供數(shù)個(gè)制造混合顯示器的方法。本發(fā)明這個(gè)方面涉及設(shè)計(jì)方法學(xué)，其能夠制造混合顯示器，即使用由異質(zhì)材料組成的前后表面所構(gòu)造的顯示器。本發(fā)明這個(gè)方面適用于各種類型的電光顯示器。
[0171]如已指出，制造混合顯示器是極復(fù)雜的，因?yàn)槌霈F(xiàn)幾乎在傳統(tǒng)的顯示器單元制造中不存在的問(wèn)題。本發(fā)明提供用于制造混合顯示器的方法和裝置并且包括以下:
[0172]1.常注意由CTE和CHE不匹配產(chǎn)生的面板曲率和使用應(yīng)力釋放或降低方法和裝置以修正曲率；
[0173]2.謹(jǐn)慎地控制在制造過(guò)程中的環(huán)境條件；和/或
[0174]3.產(chǎn)生一種平衡的零應(yīng)力曲率，其匹配產(chǎn)品機(jī)殼或結(jié)構(gòu)所需的曲率。
[0175]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲降低方法包括蠕變機(jī)理。加熱混合顯示器到閾值以上的溫度。然后面板溫度逐漸地降低，在某些情況下經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間，以釋放由該顯示器面板間的不均勻膨脹產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
[0176]在另一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲降低方法通過(guò)強(qiáng)制顯示器暫時(shí)呈現(xiàn)相反的曲率并且使顯示器“彈”回而降低混合顯示器的曲率。例如，顯示器可被壓在重物和彎曲表面之間以強(qiáng)制補(bǔ)償其先天曲率。
[0177]在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，將第三層粘附于后面板的背面以補(bǔ)償面板疊層和后面板之間的物理差異，其否則將導(dǎo)致更大的曲率度。在許多以下物理性能中，額外的第三層可不同于后面板:CTE、CHE、楊氏模量和厚度。
[0178]在又一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)節(jié)面板疊層和后面板至不同溫度使得當(dāng)它們被粘附以形成混合顯示器時(shí)，曲率降低(如果沒(méi)有剔除的話)。面板中至少一個(gè)可為輥所移動(dòng)的卷材。
[0179]根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，還改進(jìn)制造過(guò)程的其他方面以降低顯示器曲率的風(fēng)險(xiǎn)，例如,在封邊過(guò)程和結(jié)構(gòu)化過(guò)程中。
[0180]圖12舉例說(shuō)明上述2004/0027327的圖20所示類型的和使用FPL工藝所制造的電泳顯示器單元(通常指定1210)。顯示器單元1210可為柔性的，S卩，可彎的或可輥的而無(wú)永久變形。在這個(gè)構(gòu)造中，顯示器1210的前平面1212是塑性的并且背平面1214由玻璃形成而且具有TFT陣列?？赡茉谇捌矫?212上存在進(jìn)一步的保護(hù)層1215。該保護(hù)層1215可為抗紫外線的保護(hù)層或抗氧氣或濕氣進(jìn)入顯示器1210的隔離物?；蛘?，保護(hù)層1215可提供額外的耐沖擊性或可提高某些光學(xué)效果，例如，具有抗反射涂層。
[0181]電泳介質(zhì)層1216位于前平面1212和背平面1214之間。電泳層1216可包括一個(gè)或多個(gè)在粘合劑1220中的囊1218(為了清楚，從圖12省略掉電泳粒子)。導(dǎo)電層1222用作顯不器1210的公共前電極,并且被置于前平面1212和電泳層1216之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)電層1222包括薄的透光導(dǎo)電材料，例如，ΙΤ0、氧化鋁，或?qū)щ娋酆衔?。示意地顯示電路板1224，其與背平面1214連接，用于尋址電泳層1216以及導(dǎo)電層1222。
[0182]膠粘劑層1226可被置于電泳層1216和背平面1214之間。可能在顯示器1210中存在進(jìn)一步的層和零件用于各種的功能，例如，阻擋膜(進(jìn)一步防止外部污染物如水分)、接觸墊(用于檢測(cè)尋址電泳層1216)、助膠粘劑層等。部分的那些實(shí)施方案更詳細(xì)地描述于上述2004/0027327和2004/0155857中。密封1230可圍繞一個(gè)或多個(gè)顯示器1210的邊。在一個(gè)實(shí)施方案中，如已經(jīng)描述過(guò)的，在前平面1212和膠粘劑層1226之間的并且包括前平面1212和膠粘劑層1226的層首先作為FPL 1232制造其隨后被層壓至背平面1214。保護(hù)層1215可認(rèn)為是部分FPL，如果在FPL被層壓至背平面1214之前其附著于前平面1212。在說(shuō)明中為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在附圖中所示的FPL 1232包括保護(hù)層1215。當(dāng)完成FPL 1232的制造時(shí)，釋放片層(未示)臨時(shí)附著于相對(duì)電泳層1216的膠粘劑層1226。在將FPL 1232層壓至背平面1214前，除去釋放片層。
[0183]可用于制造前平面1212和/或保護(hù)層15的材料的實(shí)例包括熱穩(wěn)定的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(例如，Melinex 級(jí) 504,來(lái)自 Dupont Teijin Films, Wilmington,Delaware,美國(guó))和高性能娃酸硼玻璃(1737,來(lái)自 Corning Incorporated, Corning, New York,美國(guó))。在其他實(shí)施方案中，PET薄膜可被聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)代替，或在不超出本發(fā)明的范圍的條件下，其他光學(xué)上透明或近透明的薄膜可被構(gòu)造。
[0184]在不超出本發(fā)明范圍的條件下，類似于圖1所示的其他顯示器單元結(jié)構(gòu)可被構(gòu)造。其他實(shí)施方案包括封裝的電泳和相似的電光顯示器單元，其使用:
[0185]1.金屬箔背平面，其表面包含一個(gè)或多個(gè)有源的或無(wú)源的電子電路或裝置，
[0186]2.塑料薄膜背平面，其表面包含一個(gè)或多個(gè)有源的或無(wú)源的電子電路或裝置，
[0187]3.FPL，其包括在電泳介質(zhì)和顯示器的觀察器間表面上的剛性或柔性的濾色陣列，或
[0188]4.塑料或玻璃襯底，具有有源的或無(wú)源的電子電路或裝置和濾色陣列(無(wú)論在哪種情況下，前平面疊層有效地變成背平面疊層)。
[0189]電子顯示器設(shè)計(jì)和集成領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地識(shí)別其他顯示器結(jié)構(gòu)，其中本發(fā)明的原理在不超出本發(fā)明范圍的條件下可被應(yīng)用。
[0190]在圖12所示的顯示器單元中，在構(gòu)成顯示器1210各個(gè)層的材料之間，特別在FPL1232和背平面1214之間，機(jī)械性能具有顯著差異。例如，可用于制造FPL 1232的熱穩(wěn)定PET材料典型地具有CTE約18ppm/°C和CHE約7ppm/%相對(duì)濕度(相對(duì)濕度)，而構(gòu)成背平面1214的玻璃具有CTE約3.76ppm/°C和CHE約Oppm/%相對(duì)濕度。由于這些性能的差異，顯示器單元1210顯現(xiàn)極不規(guī)則的機(jī)械性能。例如，當(dāng)遇到熱或濕氣時(shí)，顯示器面板1210將向下彎曲(在圖12的側(cè)視圖中，成“皺眉狀”)，在冷卻或干燥時(shí)，顯示器面板1210將向上彎曲(在圖12中，成“微笑狀”)。這個(gè)性能明顯地在最終產(chǎn)品中是不希望的。而且，普通的層壓過(guò)程需要高溫以將FPL 1232連接至玻璃/TFT背平面1214。因此，無(wú)特殊措施，在混合顯示器制造期間，面板彎曲幾乎必然發(fā)生。
[0191]為了剔除或降低彎曲/翹曲現(xiàn)象，提供了數(shù)個(gè)方法和有關(guān)的裝置以在制造期間和/或在制造后剔除或最小化面板彎曲。為了實(shí)踐本發(fā)明，可將各個(gè)方法或這些方法的內(nèi)容結(jié)八口 ο
[0192]再次參考圖12，在第一方法中，部分或全部顯示器面板10經(jīng)歷熱循環(huán)以降低在面板制造中用于層壓操作的在高溫下與CTE和CHE不匹配有關(guān)的應(yīng)力。在一個(gè)實(shí)施方案中，部分或全部顯示器面板在烘箱或加熱器中受熱通過(guò)閾溫(例如50°C或60°C )達(dá)第一時(shí)間段(例如，6-10小時(shí))，其后在第二時(shí)間段和或許更長(zhǎng)的時(shí)間段，溫度勻變下降。冷卻/退火過(guò)程使得聚合物粘合劑1216和疊層膠粘劑通過(guò)蠕變機(jī)理釋放內(nèi)在應(yīng)力，所述聚合物粘合劑1216將封裝的電泳材料1218粘合在一起，所述疊層膠粘劑將封裝的電泳材料1218粘附至基底層(例如，導(dǎo)電層1222)。重要的是在適溫適時(shí)下產(chǎn)生顯示器單元1210以充分地緩和系統(tǒng)至期望的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在第二時(shí)間段中溫度逐漸地降低(例如，1-2度/小時(shí))至周?chē)鷾囟?。降溫率不必是常?shù)并且可改變。
[0193]圖13A舉例說(shuō)明降低翹曲的第二方法，“回彈”機(jī)制，其可與如上所述的蠕變機(jī)理耦合。顯示器1210的彎曲部分臨時(shí)放在具有曲率的曲線矯正表面，所述曲率與顯示器1210的曲率相反。該矯正表面的曲率可為平滑的。在一個(gè)實(shí)施方案中，矯正表面簡(jiǎn)單地構(gòu)成平整表面上的突出1340。顯示器單元1210針對(duì)矯正表面1340被固定，例如，通過(guò)在另一側(cè)上的重物1342，也許在高溫條件下，例如，60°C。如圖13B所示，顯示器單元1210被強(qiáng)制呈現(xiàn)由突出1340所限定的曲率。在合適的時(shí)間(其可從數(shù)分鐘到數(shù)天)以后，移開(kāi)重物1342，或顯示器面板1210被另外釋放。顯示器面板1210然后回彈，在某些情況下，逐漸地至期望的形狀即，平面或具有規(guī)定的曲率?；貜椆に囈部墒菧囟瓤刂频?，例如，溫度逐漸地從先前高溫降低至周?chē)鷾囟取?br> [0194]圖14舉例說(shuō)明用于防止如圖12中所示的混合顯示器中的翹曲的進(jìn)一步方法。在這個(gè)方法中，一種或多種與背平面1214不同的材料的一個(gè)或多個(gè)層1446被連接到背平面1214的背面，并且與其余的包括FPL 1232在內(nèi)的顯示器1210—起被層壓作為一個(gè)最終產(chǎn)品。選擇具有特定的CTE、CHE、楊氏模量或厚度的附加層1446中的材料，使得在層壓和隨后過(guò)程中，顯示器1210顯現(xiàn)無(wú)或極少的翹曲。由于附加層1446，顯示器10主要顯現(xiàn)軸向膨脹和收縮而沒(méi)有很大的翹曲，因?yàn)樗跈C(jī)械上是對(duì)稱結(jié)構(gòu)。附加層1446彌補(bǔ)在FPL 1232和背平面1214之間的CTE、CHE、楊氏模量或厚度的差異，其否則將導(dǎo)致翹曲。在一個(gè)實(shí)施方案中，附加層1446由用于制造FPL 1232的材料如熱穩(wěn)定的PET、PEN或PES組成。
[0195]圖15舉例說(shuō)明用于控制翹曲的進(jìn)一步方法，其通過(guò)在層壓過(guò)程前、中和/或后調(diào)節(jié)(即加熱或冷卻)FPL 1232背平面1214至不同溫度而進(jìn)行。在圖15中，褶曲上的褶曲(flex-on-flex)結(jié)構(gòu)或卷對(duì)卷層壓過(guò)程被顯示作為這個(gè)方法的實(shí)施例。剝?nèi)テ溽尫牌瑢?233的FPL1232的卷材被層壓至形成在柔性基底上的背平面1214的卷材。背平面1214的卷材可使用由聚合物半導(dǎo)體形成的晶體管，如一些上述E Ink和MIT專利和公開(kāi)的申請(qǐng)所述。這種卷對(duì)卷層壓可使兩個(gè)卷材通過(guò)維持在不同溫度的對(duì)輥1548和1550之間的鉗口而進(jìn)行。由迅速通過(guò)輥1548和1550，F(xiàn)PL 1232和背平面1214分別被加熱或冷卻至不同的平均溫度，在層壓前和/或中引起FPL 1232和背平面1214的差異膨脹。卷對(duì)卷層壓過(guò)程后，該結(jié)合的“顯示器”卷材被切割產(chǎn)生單獨(dú)的顯示器單元1210。以受控方式設(shè)置差異膨脹以實(shí)現(xiàn)期望的最終顯示器單元1210的總彎曲變化。
[0196]還可以使用其他層壓過(guò)程。例如，在“片對(duì)片”的過(guò)程中，其中單獨(dú)的FPL切片被層壓至單獨(dú)的背平面，每個(gè)FPL片可被預(yù)加熱或冷卻至不同于背平面的溫度。其他合適的層壓過(guò)程包括“卷材對(duì)片”過(guò)程，其中剝?nèi)ト魏吾尫牌瑢拥腇PL的連續(xù)卷材被層壓至多個(gè)夾具中排列的背平面。
[0197]因?yàn)榧訜釢撛诘貙?dǎo)致面板翹曲，在顯示器制造過(guò)程中的其他步驟(包括加熱)還可以由本發(fā)明改進(jìn)。因?yàn)榉庋b的電泳介質(zhì)典型地使用含水的涂布技術(shù)制造，該材料在一定程度上固有地吸水。然而，當(dāng)水被吸收到系統(tǒng)中時(shí)，該材料的電氣性質(zhì)可不利地改變。為在很寬的環(huán)境條件范圍內(nèi)確保適度均一的操作，必須密封顯示器以防止?jié)駳膺M(jìn)入，例如，通過(guò)上述2004/0027327所公開(kāi)的邊封和前阻擋膜技術(shù)。在一些密封方法中，使用加熱并且可有助于面板翹曲。
[0198]在一個(gè)特定的圖16所舉例說(shuō)明的邊封形態(tài)中，密封劑1652被吸入環(huán)繞顯示器單元1210周邊的薄腔或缺口。該腔頂面1654由FPL 1232支架上的前保護(hù)性薄板1215的突出部分形成，腔底面1656由背平面1214的前表面形成。在顯示器的一個(gè)形式中，顯示器面板1210使用由紫外輻射和/或加熱固化的液體粘合劑密封。包含膠粘劑的液體密封劑1652利用表面張力作用可被吸入該腔，但由于膠粘劑的粘度使這些這些作用變緩。為了高生產(chǎn)率，期望最佳化吸入速率。為此，密封方法的以下方面可被控制或得到改善:
[0199]1.增加面板溫度減少膠粘劑粘度；
[0200]2.增加密封劑分配器頭部的溫度減少膠粘劑粘度；
[0201]3.將足夠大的膠粘劑珠沉積以完全填充該腔以及恰恰在腔外留下膠粘劑的倒角；
[0202]4.最佳化腔高度(其典型地為100 μ m-300 μ m)；
[0203]5.保證膠粘劑基本上潤(rùn)飾全部形成腔的材料；
[0204]6.環(huán)繞面板用邊，特別在拐角處，制造均一寬度的腔；
[0205]7.利用具有XY(面板的平面中)傳動(dòng)控制和Z (高于面板的高度)校正的調(diào)配系統(tǒng)；
[0206]8.利用調(diào)配系統(tǒng)具有xy θ ( Θ維度增加了旋轉(zhuǎn)能力，例如調(diào)配針靠近末端以直角彎曲)傳動(dòng)控制和Z校正的調(diào)配系統(tǒng)；和/或9.利用通過(guò)機(jī)器視覺(jué)和適當(dāng)?shù)能浖惴軌蚋欉吿卣鞯恼{(diào)配系統(tǒng)。
[0207]該邊封可由毛細(xì)管吸入過(guò)程與腔設(shè)計(jì)、材料選擇和處理控制系統(tǒng)的正確組合而形成。例如，具有公稱尺寸為1.5mm寬X 0.22mm高的薄腔可用可UV固化的膠粘劑(例如Nagase Chemtex Corporat1n XNR-5516 型，Nagase&C0.,Ltd.,東京，日本)填充。當(dāng)面板被保持在高溫(例如，40°C -70°C )時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速吸入以降低膠粘劑的粘度。還優(yōu)選在紫外線照射期間控制面板的溫度。例如，當(dāng)以UV用量40mW/cm2固化300-400秒時(shí)面板可被控制在40°C。
[0208]如上所述密封方法的最關(guān)鍵方面之一包括加熱面板減少膠粘劑粘度(其可引起應(yīng)力在顯示器材料中發(fā)展和導(dǎo)致翹曲)。為最小化或降低這種翹曲作用，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方法，加熱限于密封劑1652所施加的面板1210的周邊。這個(gè)加熱可由輻射、傳導(dǎo)或?qū)α餮b置進(jìn)行。如果必須施加本體加熱，那么可使用本發(fā)明其它彎曲緩和法中的一個(gè)，優(yōu)選在膠粘劑固化前。
[0209]在一些實(shí)施方案中，顯示器面板1210將固定在機(jī)殼或最終產(chǎn)品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)中以保證它對(duì)觀察者呈現(xiàn)平的或均一彎曲表面。在邊封已被形成而使面板與機(jī)殼或結(jié)構(gòu)相一致以后，顯示器面板1210的彎曲是不希望的，因?yàn)樗鼘⒏郊討?yīng)力疊加到疊層和邊封上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器面板以具有“零應(yīng)力”平衡曲率，其在常見(jiàn)工作溫度和相對(duì)濕度范圍內(nèi)匹配或基本上匹配最終結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品的期望曲率。在一個(gè)實(shí)施方案中，該“零應(yīng)力”平衡曲率被設(shè)置在或接近該操作環(huán)境范圍的中點(diǎn)。
[0210]例如，大多數(shù)電光顯示器的典型的工作條件是約0°C-40°C并且10%-90%相對(duì)濕度，但在有些情況下，操作在更寬的溫度和濕度范圍內(nèi)進(jìn)行。此外，檢測(cè)電光顯示器通常包括熱沖擊試驗(yàn)，其使顯示器經(jīng)受暴露于極低和極高溫度(例如，-30°C-+8(TC)的循環(huán)。對(duì)于此寬的溫度范圍，期望通過(guò)把面板的平衡曲率設(shè)置在環(huán)境范圍的中點(diǎn)附近(例如溫度約20-25°C和40-60%相對(duì)濕度)而使面板將受到的應(yīng)力最小化。
[0211]一種制造具有無(wú)應(yīng)力曲率的顯示器面板的方法是選擇具有匹配機(jī)械性能如CTE和CHE的前后面板材料。這種設(shè)計(jì)方法學(xué)可被用于除上述討論到的塑料在玻璃上的結(jié)構(gòu)以外的顯示器結(jié)構(gòu)，例如，金屬或塑料薄膜背平面、濾色陣列(CFA)在前平面上的結(jié)構(gòu)、CFA在背平面上的結(jié)構(gòu)等等。例如，對(duì)于不銹鋼箔背平面，CTE為約17ppm/°C，CHE為約Oppm/%相對(duì)濕度。在這種情況下，與塑料在玻璃上的情況相比，彎曲顯著地降低，但可能的是可使用如上所述的非零或部分彎曲降低技術(shù)。對(duì)于塑料背平面顯示器，期望使用相同的FPL和背平面材料。如果這個(gè)不可能的話，并且CTE或CHE不匹配產(chǎn)生，可使用如上所述的相同的彎曲降低技術(shù)。
[0212]在結(jié)合濾色陣列(CFA)的顯示器中，本文中所述的挑戰(zhàn)結(jié)合了 CFA子象素與具有精確度的背平面上的尋址元件校準(zhǔn)的要求。對(duì)于在金屬或塑料薄膜背平面上的玻璃CFA來(lái)說(shuō)，CTE/CHE不匹配將導(dǎo)致與上述實(shí)施例中所述的相反的性能；加熱或增濕導(dǎo)致“微笑狀”，冷卻或干燥導(dǎo)致“皺眉狀”。盡管這個(gè)相反的性能，但相同的如上所述的彎曲緩和或還原過(guò)程可被使用以減少或剔除系統(tǒng)中的彎曲。然而，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選使用邊封以在進(jìn)行彎曲緩和過(guò)程前鎖住在校準(zhǔn)后的狀態(tài)中的FPL。如果邊封太柔順，前和背平面的差異膨脹和收縮將在與溫度有關(guān)的顯示器中導(dǎo)致不希望的色移。
[0213]在優(yōu)選實(shí)施方案中，制造褶曲CFA結(jié)構(gòu)，其中柔性CFA連接到具有與柔性CFA緊密相配的CTE的金屬箔底板。例如，柔性CFA可構(gòu)造在熱穩(wěn)定的PET (CTE為約18ppm/°C，CHE為約7ppm/%相對(duì)濕度)上，并且背平面可構(gòu)造在不銹鋼箔(CTE為約17ppm/°C，CHE為約Oppm/%相對(duì)濕度)上。前PET薄膜可使用前阻擋膜與濕氣隔絕。薄膜選項(xiàng)包括S12, SOx,S1, ITO或其他透明陶器阻擋膜,或聚合物的材料如Ac IarTM (Honeywe 11 Internat1nalCorporat1n, Morristown,新澤西，美國(guó))。由于CHE作用，使用這個(gè)隔離物使得PET的膨脹和收縮最小化。就這類組裝物而言，可以在受控的環(huán)境條件下在高分辨率褶曲CFA(子象素間距為數(shù)百個(gè)像素/英寸)的相當(dāng)大的薄板(很多個(gè)數(shù)十厘米)上精確校準(zhǔn)(精確度范圍在數(shù)微米)柔性有源基質(zhì)背平面。當(dāng)然，降低分辨率的實(shí)施方案可容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)造。
[0214]在另一個(gè)實(shí)施方案中，CFA的彩色圖案直接構(gòu)造在單個(gè)玻璃襯底上的TFT之下或直接在其之上，并且通過(guò)TFT和濾色器觀看顯示器。有利地，這個(gè)構(gòu)造不需要任何對(duì)準(zhǔn)。
[0215]然而，在優(yōu)選實(shí)施方案中，使用如上所述的和在上述2004/0155857中所述的“雙重釋放薄膜”，將電光層連接于TFT/CFA。根據(jù)這種方法，電光層或薄膜被涂布到釋放材料，然后從該釋放材料轉(zhuǎn)移到TFT/CFA。雙重釋放方法使用膠粘劑薄膜將電光層的前表面連接到TFT/CFA，并且使用疊層膠粘劑的第二層將該所得的結(jié)構(gòu)連接到背平面。雙重釋放方法提供兩個(gè)根本的優(yōu)點(diǎn)，即電光層前表面提供比其中疊層膠粘劑面對(duì)觀察者的另一種方法更好的光學(xué)特性，以及因?yàn)樵谧罱咏赥FT的一側(cè)上只存在薄的膠粘劑，由于降低了像素間的串像而改進(jìn)了顯示器的分辨率。
[0216]除了以上特別指出的以外，對(duì)于本發(fā)明所用的，制造電泳及其他電光介質(zhì)的優(yōu)選材料和形成這種介質(zhì)的優(yōu)選方法同相似的現(xiàn)有技術(shù)相同，對(duì)于制造封裝的電泳介質(zhì)所使用的這種優(yōu)選材料和方法的深入討論，讀者可參考上述E Ink和MIT的專利和申請(qǐng)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造混合顯示器的方法，該方法包括: (幻提供前平面疊層，其包括電光層和基底，該前平面疊層具有第一熱膨脹系數(shù)(012)；和 (^)通過(guò)將前平面疊層層壓至背平面制造電光顯示器，所述背平面包括至少一個(gè)電極，該背平面具有第二熱膨脹系數(shù)￠12)， 該方法特征為: (0)將顯示器加熱至閾溫以上的溫度，從而制造具有曲率的加熱的顯示器；和((1)逐漸地降溫至周?chē)鷾囟纫葬尫沤Y(jié)構(gòu)應(yīng)力使得曲率充分降低，所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力是由于前平面疊層和背平面的任何不均勻膨脹造成的。
2.一種制造混合顯示器的方法，該方法包括 將前平面疊層粘附至背平面，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹系數(shù)￠12)的第一材料，所述背平面包括具有第二熱膨脹系數(shù)￠12)的第二材料，從而制造具有第一曲率的混合顯示器(1232)，該方法特征為通過(guò)強(qiáng)制顯示器暫時(shí)呈現(xiàn)相對(duì)于第一曲率的第二曲率而降低混合顯示器(1232)的曲率。
3.一種制造混合顯示器的方法，該方法包括: (^)提供前平面疊層，其包括具有第一熱膨脹系數(shù)￠12)的第一材料；和(^)將背平面粘附于前平面疊層，所述背平面包括具有第二熱膨脹系數(shù)的第二材料， 該方法特征為 (0)通過(guò)將第三面板粘附至背平面而制造混合顯示器，所述第三面板包括不同于第二材料的材料，使得與只由前平面疊層和背平面而不是第三面板組成的顯示器相比，混合面板的總曲率充分地降低。
4.一種制造混合顯示器的方法，該方法特征為: (幻調(diào)節(jié)前平面疊層至第一溫度，所述前平面疊層包括具有第一熱膨脹系數(shù)￠12)的第一材料； (^)調(diào)節(jié)背平面至第二溫度，所述背平面包括具有第二熱膨脹系數(shù)的第二材料；和 (0)將溫度調(diào)節(jié)過(guò)的前平面疊層粘附于溫度調(diào)節(jié)過(guò)的背平面以制造混合顯示器。
【文檔編號(hào)】G02F1/167GK104503181SQ201410638288
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2003年10月24日
【發(fā)明者】J. 保利尼 R., H. 懷特賽斯 T., J. 奧奈爾 S., M. 杜塔勒 G. 申請(qǐng)人:伊英克公司