專利名稱：電泳裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如電泳顯示器的電泳裝置，該顯示器包括電泳分散液，該分散液中含有分散在液態(tài)分散介質中電泳微粒，其中該電泳分散液被放置在電極之間，電極彼此相對并且電極被充電以在各自不同的方向去吸引微粒。另外，本發(fā)明還涉及電泳裝置的制造方法。
背景技術：
日本未審查的專利申請NO.特開平9-185087公開了一種傳統(tǒng)的電泳的顯示器的大體結構。FIG.8A顯示了這種公開的電泳的顯示器的一種結構，其中電極3被安置在基片1上，而透明的電極4被安置在一個透明的基片2的下面。電極3、4之間的空間填充了電泳分散液50。另外，墊片7用來防止電泳分散液從電泳的顯示器中滲出。順便說一下，FIG.8A僅僅顯示了適合于一個像素的電泳顯示器的一個選定的部分。
電泳分散液50包括分散在液態(tài)的分散介質6中的電泳微粒5。電泳微粒5和液態(tài)分散介質6各自用不同的顏色標示出來。
電泳的顯示器通過開關8被連接到兩個電源9A和9B上。電源9A和9B為具有相反極性的電極3和4提供電壓。這就是說，電極4被直接連接到電源9A的負極和電源9B的正極，而電極3通過開關8被連接到電源9A的正極和電源9B的負極。通過開關8的轉換，上述的連接允許電壓極性的交替。通過簡單地改變施加到電極3和4的電壓的方向，電泳分散液50被充分地極化以使所需的圖像能通過電泳的顯示器被顯示出來。如圖8B所示，當有選擇性地在電極3和4之間提供電源9A的電壓時，人們可以看到電泳微粒5朝著透明的電極4移動。在這種狀態(tài)下，人們可以用肉眼看到電泳微粒5的顏色。如圖8C所示，當有選擇性地在電極3和4之間提供源極9B的電壓時，人們可以看到電泳微粒5朝著被安置在透明電極4對面的電極3移動。在這種狀態(tài)下，人們可以用肉眼看到液態(tài)分散介質6的顏色。
如圖8A所示的電泳裝置的結構允許人們觀看兩種顏色，通過轉換提供給電極3和4的電壓的方向，這兩種顏色能被顯示在屏幕上。因此，通過為屏幕上的每一個像素提供上述的結構，電泳顯示器的整體構造就都能了解。
通過在彈性的板或類似的物件形成上述的電泳顯示器來生產一種電子紙張是可能的。這種電子紙張要求所顯示的圖像能隨著時間的流逝而被保持。也就是說，一旦某些顯示的內容被寫和顯示在所述的電子紙張上，即使不再提供電壓，所顯示的內容必須保持下來。
日本已經審查的專利申請NO.Sho50-15115講述了一種保持所顯示內容的技術。另外，它還講述了一種在常溫下能被固化和通過加熱或者一種溶劑能變軟的特殊的分散介質的用途。上述的技術在寫圖像方面步驟很復雜，例如加熱步驟。
日本未審查實用新型申請No.特開平2-51325公開了另外一項使用液晶作為分散介質的技術。然而，這種技術的缺點在于只有有限范圍的材料能被用作分散介質。
美國專利No.5961804公開了一種其電荷元件具有與被抑制在含有分散液的微膠囊的里面的微粒相反的極性的特殊結構的電泳顯示器。然而，完成電荷抑制的方法是很困難的，其制造過程非常復雜，另外，它的缺點還在于能被用作微膠囊的的材料很有限。
日本未審查的專利申請No.特開平3-213827公開了一種將激勵電壓應用于電泳顯示器以便周期性的更新顯示過的圖像的技術。然而，它在控制方面很復雜，而且其缺點在于非常費電。因為這個原因，將上述的技術應用到電子紙張上是非常困難的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的提供一種當生產一種電子紙張的時候能顯著地提高保持在屏幕上的圖像的顯示特性的電泳裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用簡單的過程和實際上在制造過程中對材料選用并無限制的電泳顯示器的制造方法。
本發(fā)明為諸如電泳顯示器的電泳裝置提供獨特的和易造的結構，其中在電極之間的空隙中包含有含有分散在液態(tài)分散介質中電泳微粒的一種電泳分散液，其中至少有一個電極是用透明的材料組成。本發(fā)明的特點在于在相互對立的電極之間排列著鐵電物質層。被排列在電極之間的鐵電物質層的供給使得電泳分散液的極化狀態(tài)能被保持很長的時間。因此，提高電泳裝置的圖像保持能力成為可能。
本發(fā)明的第一個方面，在電極之間的空隙中鐵電物質層以串聯(lián)的方式連接。因此，它能擴大鐵電物質層的整個有效面積，這使得它能有效的保持電泳分散液的極化狀態(tài)。另外，它有可能簡化電泳裝置的結構，這使得它容易制造。
本發(fā)明的第二個方面，鐵電物質層以并聯(lián)的方式排列在電極之間。在這種情況下，它可能因為電極之間的鐵電物質層的并聯(lián)排列方式而減少運用于電極之間的激勵電壓。
本發(fā)明的第三個方面，進一步提供了一種在以串聯(lián)或并聯(lián)方式電連接的鐵電物質層和電泳分散液之間可重復和可逆的轉換的開關。當鐵電物質層和電泳分散液以并聯(lián)方式電連接時，它可能減少應用于電極之間的激勵電壓，在無激勵的模式中，鐵電物質層和電泳分散液以串聯(lián)方式電連接，這使得有效的保持電泳分散液的極化狀態(tài)成為可能。
因為鐵電物質層是由有機的聚合物鐵電物質所組成，使用如一種有機溶劑溶液按指定的打印和涂層方法來形成鐵電物質層成為可能。這就提供了一種制造電泳裝置的簡單方法。
電極中至少有一個被劃分成與屏幕上多數像素相應的多數段。另外，鐵電物質層也能被劃分與像素分別對應的多數段。鐵電物質層的這些段不必提供給屏幕上的所有像素。因此，它可能分別為像素的指定位置提供。這使得關于各個像素的不同內容被顯示。因此，在屏幕上顯示所需的圖像成為可能。
鐵電物質層是使用一種用在有機聚合物鐵電物質中的有機溶劑溶液以及類似物通過指定的方法來形成的。對于指定的方法，它可能采用噴墨打印方法，屏幕過程打印方法，旋轉式涂層方法，滾動式涂層方法等等。這些方法并不需要象真空室那樣的特殊裝置。因此，以相對低廉的價格來制造這種電泳裝置成為可能。
第一種形成電泳分散液層的制造方法是用指定的方法形成鐵電物質層以后形成的。因此，它可能提供一種鐵電物質層的并聯(lián)排列方式，這就為在電極之間排列微膠囊創(chuàng)造空隙。
第二種形成鐵電物質層的制造方法是用指定的方法形成電泳分散液層以后形成。因此，它可能提供一種在電極之間的空隙中鐵電物質層的能以串聯(lián)方式排列。


下面將參照附圖對這些和其它的目的，方面和本發(fā)明的實施例作更詳細地描述，其中圖1A是根據本發(fā)明第一實施例的電泳裝置的內部構造的簡單說明；圖1B是一個與圖1A所示的電泳裝置的電路等效的電路圖；圖2是第一個實施例的電泳裝置的結構的剖面圖；圖3是含有分散在液態(tài)分散介質中的電泳微粒的微膠囊的內部結構的圖示；圖4是根據本發(fā)明第二實施例的電泳裝置的內部構造的剖面圖；圖5A是第二個實施例的電泳裝置的內部構造的簡單說明；圖5B是一個與圖5A所示的電泳裝置的電路等效的電路圖圖6A是生產電泳分散液的一個步驟的圖示；圖6B在電泳分散液中通過乳化來形成膠囊壁的一個步驟的圖示；圖6C是增加硬化劑來硬化膠囊壁的一個步驟的圖示；圖7是為生產第一個實施例的電泳裝置的機械化生產線，其結構如圖2所示；圖8A通過開關與電源相連的傳統(tǒng)的電泳顯示器的剖面圖；圖8B是因為特定極性的電壓的使用導致電泳微粒的向上移動的電泳裝置的第一種通電狀態(tài)的剖面圖；圖8C是因為特定極性的電壓的使用導致電泳微粒的向下移動的電泳裝置的第二種通電狀態(tài)的剖面圖；圖9是描述通過部分地改變建立在電泳分散液和鐵電物質層之間的串聯(lián)連接和并聯(lián)連接來實現轉換的電泳裝置的操作電路圖；圖10是其顯示方式與電泳顯示器相應的手提式個人電腦的外形的透視圖；圖11是其顯示方式與電泳顯示器相應的便攜式電話的外形的透視圖；圖12是其顯示方式與電泳顯示器相應的電子式紙張的透視圖；并且圖13是與電子紙張捆綁在一起的電子筆記本的透視圖。
圖14A是使用可拆卸的顯示單元的顯示器的外部結構的剖面圖；并且圖14B是為了觀察顯示單元的屏幕上的圖像和特征而提供的透明玻璃薄片而將其中心部分制造成凹面的顯示器的正面視圖。
實施例說明本發(fā)明將參照附圖通過例子作進一步的描述。
圖2是根據本發(fā)明第一個實施例的電泳裝置(即電泳顯示器)的結構的剖面圖。電泳裝置是由許多微膠囊51組成，每一個微膠囊均裝入如圖3所示的電泳微粒5和液態(tài)分散介質(即分散液)6。微膠囊51被引進粘合劑和著以與像素一致的顏色。在如圖3所示的微膠囊51中，分散液6也包括與電泳微粒5極性相反的微粒。由于被安排成彼此相對的電極之間的指定電壓的使用，電泳微粒5朝一個電極移動而具有相反極性的微粒則朝另一個電極移動。在如圖8B如示的通電狀態(tài)，分散液6可以允許電偶極共存的極化。
為了提高電泳顯示器在屏幕上保持圖像的能力，當不再施加電壓以后保持電偶極是必不可少的。因此，本實施例提供了鐵電物質層10，借此通過使用鐵電物質層的剩余的極化特性，極化狀態(tài)被保持下來。
也就是說，通過施加一個適當的電壓，一個特定的顯示內容被寫進電泳顯示器以后，即使不再施加電壓，顯示的內容也將被保持一定的時間。因此，電子紙張所顯示的內容能充分地更新和重寫是可能的。然而，如果使用傳統(tǒng)的電泳顯示器來制作電子紙張，當電壓不再施加以后，想在屏幕上長時間地保持所顯示的內容(如圖像)是很困難的。為在屏幕上長時間保持所顯示的內容，建議將鐵電物質層10排列在電極之間。還需明確的是，鐵電物質的串聯(lián)連接或者并聯(lián)連接能保證長時間的保持極化狀態(tài)。
圖2顯示了鐵電物質的串聯(lián)，鐵電物質串聯(lián)起來形成安置在電極3和透明的電極4之間的鐵電物質層10。圖2顯示了與被安置在下面的與鐵電物質串聯(lián)一致的鐵電物質層10與透明的電極4相連的結構的例子。當然，將鐵電物質層安排在上面并與電極3相連也是可能的。電極3被分成與像素對應的許多段。代替劃分電極3，而將透明的電極4分成與像素對應的許多段也是可能的。簡單地說，在指定的空隙被排列成相互對立的電極3和透明的電極4中至少有一個被劃分成許多段來形成屏幕上的像素。
由于上述的結構，在電泳分散液50和鐵電物質層10之間建立串聯(lián)的電連接是可能的，如圖1A所示。假定電泳分散液有一個電阻REP和電容CEP而鐵電物質層有一個電容CFE。圖1A所示的電泳裝置的結構可以用與圖1B等效的電路來描述，在圖1B中，包括一個電阻器REP和一個電容器CEP的并聯(lián)電路與電容器CFE串聯(lián)連接。在圖1B中，電源9a或9b提供電壓Vin，電泳分散液50帶有部分電壓VEP而鐵電物質層10帶有部分電壓VFE，在這種情況下，下面的等式就表示了電泳分散液50和鐵電物質層10的串聯(lián)連接。
Vin＝VEP+VFE…(1)在施加了電壓Vin后，上述等效的電路提供下面局部電壓的比率VEP∶VFE＝CFE∶CEP...(2)為操作上述聯(lián)系式下的等效電路，提供一個滿足不等式“VFE≥(極化轉換電壓)“的電壓Vin的預定值是必不可少的。當亞乙稀基/三氟乙烯基的指定材料被用作鐵電物質層時，例如，如果鐵電物質層10的厚度為200納米，由于大約40V/μm的電流場，得到“VFE≥8V”的關系式是可能的。如果CEF∶CEP＝2∶1，就可能得到“Vin≥24V”的關系式。因此，即使當開關8被切斷時，換句話說，即使如圖1B的等效電路被斷開，由于鐵電物質的剩余極性的存在，保持電泳分散液50的極化狀態(tài)是可能的。
圖4顯示的是電泳裝置的另一個結構，它提供了鐵電物質的并聯(lián)連接，它們以并聯(lián)的方式連接來形成被排列在電極3和透明電極4之間的鐵電物質層10。在這里，電極3被劃分成許多段來提供屏幕上的許多像素。另外，鐵電物質層10也被劃分成與像素一致的許多段。
圖5A所示為鐵電物質層10以并聯(lián)方式連接的電泳裝置的內部構造，其中鐵電物質層被垂直地排列在電極3和透明電極4之間。圖5A的電泳裝置可以用5B的等效電路來描述，其中，所有的電容器CEP，電阻器REP和電容器CFE以并聯(lián)的方式連接。在圖5B中，電源9a和9b提供一個電壓Vin，電泳分散液50帶有部分電壓VEP而鐵電物質層10帶有部分電壓VFE。如圖5B所示的并聯(lián)電路建立下面的關系式Vin＝VEP＝VFE...(3)為操作圖5B的上述等效電路，使用等于或大于極性轉換電壓的相對大的電壓值Vin是必不可少的，例如，如果用指定的材料如VDF/TrFE組成的鐵電物質層的厚度為500納米，應必須滿足預定的關系式“Vin≥20V”。因此，即使當開關8被切斷以致圖5B的等效電路被斷開，由于鐵電物質的剩余極性的存在，保持電泳分散液50的極化狀態(tài)也是可能的。
電泳裝置能被部分的改變來完成電泳分散液50和鐵電物質層10的并聯(lián)和串聯(lián)連接的轉換。圖9顯示了改變過的電泳裝置的等效電路，其中由一個電阻和一個電容器組成的并聯(lián)電路與電泳分散液50的電路是等效的，而鐵電物質層10的電容是可變的。另外，連接在并聯(lián)電路和可變電容之間的開關20可以提供串聯(lián)和并聯(lián)的重復的和可逆的轉換。在激勵模式中，激勵電壓不斷地提供給電泳裝置，電泳分散液50和鐵電物質層10以并聯(lián)的方式電連接。其優(yōu)點在于在激勵模式中，激勵電壓能減少。在無激勵模式中，電泳分散液50和鐵電物質層10以串聯(lián)的方式電連接。在無激勵模式中，有效地保持電泳分散液的極化狀態(tài)是可能的。
用在以并聯(lián)或者串聯(lián)方式連接的鐵電物質中的材料是從無機的電介質材料、有機聚合物電介質材料和它們的合成材料中挑選出來的。需要特別說明的是，在上述的材料中挑選的材料必須具備在常溫下能硬化而且具有一個足夠高的居里點。作為無機電介質材料，有可能使用諸如鋯鈦酸鉛(PZT)、鋇鈦酸鹽(BaTio3)、石墨鈦酸鹽，以及類似物。作為有機聚合物電介質材料，有可能使用聚偏氟乙稀(PVDF)、亞乙稀基共聚物(VDF)/三氟乙烯基(TrFE)，亞乙稀基氰化物的共聚物(VDCN)/乙酸乙稀酯(VAc)，以及類似物。也有可能采用將上述提及的無機電介質材料的極微小的粉未分散到由PVDF或者橡膠制成的聚合物基體中形成的合成材料。
如圖2中所示的電泳裝置能夠提供與像素一致的鐵電物質層。它并不總是要求為每一個像素提供鐵電物質層。因此，它可能僅僅為一個減少的圖像保持能力的選定的像素提供鐵電物質層。為實現一個電子紙張的功能，將所顯示的數據寫進電極是必不可少的，這些電極被排列在接近電子紙張的尾部。既然這樣，它能假定當那些遠離電極的像素與其它像素相比也可能有一個減少的圖像保持能力。
下面，將詳細地講述上述的電泳裝置(或者電泳顯示器)的制造方法。
首先，將參照附圖6A至6C講述密封在電泳分散液中的微膠囊的制造方法。正如附圖6A中的所示，液態(tài)分散介質，電泳微粒，染料以及輔助的介質被裝進一個容器并攪拌。攪拌提供電泳分散液50。因此，正如圖6B所示，電泳分散液50被放進一個容器，在這個容器中，它和水、膠囊壁材料60一起被攪拌。攪拌液可以乳化以形成膠囊壁。最后，正如圖6C所示，一種乳化劑被放入容器來硬化膠囊壁。
作為液態(tài)分散介質，它可能是水；酒精溶劑如甲醇，乙醇，異丙基，丁醇，辛醇和甲基和纖維素溶液；酯類如乙烷基醋酸鹽，丁烷基醋酸鹽；酮類如丙酮，甲基乙烷酮，甲基異丁基酮；脂肪族的烴如戊烷，乙烷和辛烷；脂環(huán)族的烴如環(huán)已胺，甲基環(huán)己胺；具有長鏈群的苯類的芳烴如苯，甲苯，二甲苯，己基苯，庚基苯，辛基苯，壬基苯，癸基苯，十一碳稀苯，十三碳烷苯，以及十四碳烷苯；以及鹵化烴如三氯甲烷，碳四氯化物，和1，2二氯甲。另外，還可能使用羥基酸或者其它的石油材料。因此，石油材料的任何一種都能獨立地用作液態(tài)分散介質。作為選擇，也可能使用表面活性介質混合的特殊材料與石油材料的混合物相對應。
電泳微粒可以是有機或者無機微粒(或者聚合物或者膠體)，由于在電泳作用影響下在分散介質中潛在的不同導致其移動。電泳微?？梢酝ㄟ^使用一種、或者兩種或者更多種的含有特殊的顏色如黑、白、黃、紅、藍以及綠色的色素來著色。如黑色的色素，有可能使用苯胺黑和碳黑。象白色的色素，有可能采用鈦二氧化物，鋅白和銻三氧化物。如含氮的色素，有可能使用單一氮的，雙偶氮的以及多氮的。如黃色的色素，有可能使用黃色的引線，黃色的鐵的氧化物，鎘黃，鈦黃，銻。如紅色的色素，有可能使用阿的平紅，鉻棒無數。如藍色的色素，有可能使用苯二甲藍染料，吩嗪藍，蒽紅紫染料，微離藍，深藍色和鈷藍。如綠色的色素，有可能使用酞化青綠。
如果需要有可能增加其它的材料或者介質到上述的色素中。作為輔助的材料或者介質，有可能使用電解元素，表面活性介質，脂肪酸的金屬鹽，樹脂，橡膠，石油，油漆，帶有微粒的充電控制的介質如化合物，分散介質(如鈦偶合介質，氧化鋁偶合介質，和硅烷偶合介質)，潤滑劑和穩(wěn)定劑。
由上面描述所組成的分散液可以通過適當的方法充分地混合，如使用球磨機，土磨機和涂層混合器。因此，分散液可以使用已知的微膠囊裝入方法裝入微膠囊，例如界面的聚合，不溶解反應方法，相位分離方法和界面沉淀。
作為形成微膠囊51的材料，最可取的是采用彈性材料如阿拉伯橡膠和凝膠以及聚胺酯的混合物。為了證明優(yōu)良的顯示特性，最好微膠襄51具有大約相同的大小。具有大約相同大小的微膠囊可以通過過濾或者特殊的重力差異分離來生成。例如微膠囊的大小范圍通常在30μm和60μm之間。
在微膠囊層的形成中，微膠囊51與所需在粘接膠樹脂中的電介質的恒定的調節(jié)劑混合，因此樹脂混合物(如乳膠或者有機溶液)就生成了。因此，微膠囊層通過已知的涂層方法如滾動的涂層方法、滾動碾壓方法、屏幕過程打印方法和噴身方法在基片上形成。
對使用在粘接劑樹脂中的材料并無實際的限制，只要材料具有與微膠囊51好的親合力、能較好的粘接在基片上并且具有絕緣的特性。
作為用在粘接劑樹脂中的材料，有可能使用聚乙烯，氯化聚乙烯，乙烯和乙烯基醋酸鹽的共聚物，乙烯和乙醛丙烯酸鹽的共聚物，聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂，甲基丙烯酸樹脂，乙烯基氯化物樹脂，乙烯基氯化物和乙烯基醋酸鹽的共聚物，乙烯基氯化物和亞乙烯基氯化物的共聚物，乙烯基氯化物和丙烯酸酯的共聚物，乙烯基氯化物和甲基丙酸烯酸的共聚物，乙烯基氯化物和丙烯腈的共聚物，乙烯、乙烯基醇和乙烯基氯化物的共聚物，乙烯和乙烯基氯化物的共聚物，亞乙烯基氯化物樹脂，乙烯醋酸鹽樹脂，聚乙烯醇，聚乙烯克式量，熱塑性的樹脂如纖維素樹脂，聚酰胺樹脂，聚乙縮醛，聚碳酸鹽，聚乙烯基對苯二酸鹽，聚丁烯對苯二酸鹽，聚亞苯基氧化物，聚砜，聚酰胺-酰亞胺，聚氨基-雙順丁烯二酰亞胺，聚酯砜，聚乙烯砜，丙烯酸鹽，接枝聚乙烯-酯，酮，高聚合物如聚酯酰亞胺，聚四乙烯基，聚乙烯丙烯氟化物，四乙烯基和過苯三酚醇乙稀的共聚物，乙烯基和四乙烯基的共聚物，聚亞乙烯基氟化物，聚亞氯酸乙烯，氯化樹脂如氯化橡膠，硅樹脂，以及其它的硅樹脂如硅橡膠。另外，有可能使用甲基丙烯酸和苯乙烯的共聚物，聚丁烯，甲基丙烯酸、丁二烯和苯乙烯的共聚物。
如日本未審查的專利公開號為No.特開平10-149118所公開的，將電泳液和分散介質的電介質常數被設定成與粘接劑材料大致相同的值更可取。為此，例如將乙醇，酮，羥基酸，和類似物添加到粘接劑合成物會更好。作為乙醇，可能使用1，2-丁烷二醇，1，4-丁二醇等等。
參照附圖7，將描述具有如圖2所示的結構的電泳裝置的制造方法，在電極3和4之間的鐵電物質層10中的電介質以串行的方式通過使用如圖6A至6C所示的步驟所產生的微膠囊相連接。
在圖7中，提供了一個透明基片材料71的輥，電泳裝置的結構通過連續(xù)的滾動方法和噴墨制造方法來形成在它的上面。作為滾動的透明的基片材料71，可能使用一種合成物，其中例如在耐熱的膜上形成ITO(這里，“ITO”代表“銦錫氧化物”)電極膜。也可能使用一種其ITO電極膜形成在PET基片上的合成物。ITO電極膜通過錫-酸二辛酯銦氧化膜來實現。相反，電極膜可能通過氟-酸二辛酯錫氧化膜(如FTO膜)，銻-酸二辛酯鋅氧化物，銦-酸二辛酯鋅氧化物，鋁酸二辛酯鋅氧化物或者類似物來實現。
透明的基片材料71從一個輥子70輸出，并可以通過噴墨打印方法用有機聚合物鐵電物質液73打印出來。也就是說，噴嘴72朝著形成在透明的基片材料71上的ITO電極膜上噴射有機聚合物鐵電物質液73。作為有機聚合物鐵電材料，可能使用帶有溶解性的溶液的有機聚合物鐵電物質。例如，可能使用VDF/TrFE的共聚物。
因此，有機聚合物鐵電物質液73噴射在透明基片材料71的ITO電極膜可以通過熱風74實現再結晶來退火。在退火的過程中，熱風74的溫度應當與被用作滾動的透明基片材料的耐熱膜或者PET的耐熱溫度相等或更小。也就是說，將熱風74的溫度設定在145℃左右比較合適。
電泳裝置所需的膜構造的狀態(tài)依賴于電介質物質層的電介質常數?？偟膩碚f，提供給電介質物質層和電泳分散液的電壓的增加或者減少與電介質常數的倒數成正比。最好膜的厚度范圍在100nm和1μm之間。
其次，微膠囊分散液通過如圖6A至6C所示的步驟生成。微膠囊分散液與水溶劑混合生成，依賴刀鍍器76和輥子77，液體75被鍍在形成在透明基片材料71的ITO電極膜上的“已退火”的有機聚合物鐵電物質液73的層上。作為水溶液粘接劑，可以使用如硅涂層的電介質。因此，在透明基片材料71上的“已涂層”水溶劑粘接劑的涂層可以用熱風78來進行哄干操作。熱風78的溫度被設定在90℃左右。順便說一下，在液體75中的粘接劑的混合比率和涂層的厚度將依變干后的微膠囊層的厚度而定。
因此，在輥子80a和80b的作用下，用一種滾動的基片材料，具有ITO電極膜的透明基片材料71，有機聚合物電介質物質層，和微膠囊層被輾壓。最后，輾壓過的基片材料纏繞在輥子81上。順便說一下，滾動的基片材料79具有一個輾壓過的結構，在這種結構中，電極模型形成在由如PET或PI組成的塑料膜上。通過執(zhí)行上述的過程，生成如圖2所示的電泳裝置是可能的，在該裝置中，有機聚合物鐵電物質層形成在微膠囊層上。
為生產出如圖1所示的有機聚合物鐵電物質層形成在微膠襄層下的電泳裝置，改變參照圖7所述的過程的順序是不可避免的。也就是說，有機聚合物鐵電物質液73的涂層過程和使用熱風74進行退火過程將在液體75的涂層過程以后實行，在液體75中，水溶劑粘接劑與微膠囊分散液混合，然后執(zhí)行使用熱風78進行哄干的過程。
下面，將講述如圖4所示的電泳裝置的結構的制造方法，在這種結構中，在電極3和4之間的鐵電物質層10以并行的方式連接。首先，噴墨式打印方式被用作來形成和哄干如圖4所示在電極3和4之間以并聯(lián)方式電連接的鐵電物質層10。鐵電物質層之間的間隔被涂以上面所述的微膠囊分散液和水溶劑粘接劑的混合物的液體。因此，成形的結構用滾動的基片材料來哄干和退火。在上述的過程完成以后，生產出電泳裝置是可能的，在該裝置中，有機聚合物鐵電物質層形成在微膠囊層之間的空隙中。
由上所述，鐵電物質層是通過噴墨打印方法來形成的。當然，采用其它已知的方法如屏幕過程打印方法，膠印打印方法，旋轉式涂層方法和滾動式涂層方法也是可能的。使用這些方法，制造電泳裝置如電泳顯示器可能不需要使用如真空室那樣的特殊裝置。
順便說一下，上述的電泳裝置能通過主動方式或者被動方式被驅動。
本發(fā)明的電泳裝置適用于多種含有顯示器的電子裝置。下面，將參照電子裝置的例子進行描述，每一個電子裝置都能使用本發(fā)明的電泳裝置。1、移動式計算機就一個使用本發(fā)明的電泳裝置作為顯示器101的移動式(或者手提式)個人電腦100的例子作一個簡單的描述。圖10顯示了個人電腦100的外部特征，基本上由提供鍵盤103的主要單元102組成。2、便攜式電話就一個使用本發(fā)明的電泳裝置作為小尺寸的顯示器201的便攜式電話200的例子作一個簡單的描述。圖11顯示了便攜式電話200的外部特征，基本上由數字鍵和功能鍵202，耳機203，和話筒204組成。3、電子紙張就一個使用本發(fā)明的電泳裝置作為顯示器301的“彈性的”電子紙張300的例子作一個簡單的描述。圖12顯示了電子紙張300的外部特征，基本上由與傳統(tǒng)的紙張具有相同觸覺和彈性的可再寫的薄片302組成。
圖13顯示了一種電子筆記本400的外部特征，該電子筆記本是由一個筆記本封面401將許多的電子紙張300捆綁在一起組成。筆記本封面401提供一個用來從外部裝置輸入數據的顯示數據輸入裝置(未顯示)。為響應所顯示的數據，可能會根據一起捆綁在筆記本封面401上的每一張電子紙張300來改變或更新所顯示的內容。4、顯示器裝置參照圖14A和14對一個顯示器501的例子給予簡要的說明。一個顯示單元502被固定到顯示器裝置501的一個框架501A，并且其結構是可附加到框架501A上和可從該框架上拆卸。顯示單元502是一個極薄的片狀或紙狀記錄介質(即是一個電子紙)，并且被保持在兩對饋送滾筒504和506之間，該兩對滾筒設置在框架501A的側邊部分的指定位置處。大約在框架501A的中心部分設有一個凹陷，以形成一個矩形部分，用以安裝一個透明的玻璃板507?？蚣?01A帶有一個插入/抽去狹縫508，它允許插入顯示單元502并且將顯示單元502從中抽去。在顯示單元502的插入方向的一端設置有一個終端單元510。該終端單元510電連接至框架501A中的一個插座512，通過該插座可連接至一個設置在框架501A的另一側邊部分的控制器513。
這種類型的可拆卸顯示單元502為使用者提供了便攜性，它容易被使用者手持，而體積不大。因此，使用者可以只攜帶顯示單元502，用于顯示其目的地區(qū)域的地圖。
不同于上述所提到的例子，可能會列舉出其它的例子如液晶顯示電視機，錄像器或者監(jiān)視器的視頻帶記錄裝置，汽車導航裝置，尋呼機，電子警哨筆記本，電子計算器，字處理器，工作臺，可視電話，POS終端，以及其它帶有觸摸板的裝置。本發(fā)明適用于前面所提到的裝置的顯示器。
正如在此以前所描述的，本發(fā)明具有許多的技術性特征和作用，下面將就此進行描述。
(1)本發(fā)明的電泳裝置有一個特殊的結構，其中鐵電物質層被排列在電極之間，應用所需極性的激勵電壓。由于電極之間鐵電物質層的供應，使用鐵電物質的剩余極性特征成為可能，這在保持電泳分散液中的電偶極是非常有效的。因此，顯著的提高電泳裝置的圖像保持能力成為可能。
(2)本發(fā)明的電泳裝置能通過簡單的過程制造，該過程包括與噴墨打印方法一致的微膠囊層和鐵電物質層的形成。用在電泳裝置的制造中所用的材料的選擇并不實際的限制。另外，不費力的生產電子紙張也是可能的。
正如本發(fā)明在不違反它的本質特征的精神的情況下以幾種形式具體化一樣，本發(fā)明的實施例是直觀的和沒有限制的，由于本發(fā)明的范圍是通過附加的權利要求來確定而不是通過先前的描述，并且所有的落在權利要求的邊界和范圍的改變，或者與這些邊界和范圍等同的均被包含在權利要求中。
權利要求
1.一種電泳設備，包括一對電極(3，4)，以彼此相對的方式排列，在它們之間有一指定的空隙，其中至少有一個電極是用透明材料形成的；電泳分散液(50)，包括分散在液態(tài)分散介質(6)中的電泳離子(5)，占有電極之間的空隙；和至少一個鐵電材料層(10)位于電極之間的空隙中的指定的位置。
2.如權利要求1所述的電泳設備，其特征在于，多個鐵電材料層以串聯(lián)的方式電連接并且線性的排列在所述電極對之間的空隙中。
3.如權利要求1所述的電泳設備，其特征在于，多個鐵電材料層以并聯(lián)方式連接并且以一定間隔排列在所述電極對之間的空隙中。
4.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，所述鐵電材料層是由有機聚合物鐵電物質組成的。
5.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段。
6.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段，并且鐵電材料層也相應地分成與像素相對應的許多段。
7.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段，并且僅僅為所需的像素提供鐵電材料層。
8.一種電泳設備的制造方法，包括以下步驟將一對電極(3，4)以彼此相對的方式排列，在它們之間有一指定的空隙，其中至少有一個電極是用透明材料形成的；提供一種在電極之間空隙中的電泳分散液(50)，該電泳分散液包括分散在液態(tài)分散介質(6)中的電泳離子(5)；并且形成至少一層鐵電材料層(10)，它是由一種有機聚合物鐵電物質組成，在電極之間的空隙中的一指定的位置，其中使用一種有機溶劑溶液為與指定的方法一致的有機聚合物鐵電物質形成鐵電材料層。
9.如權利要求8所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，多個鐵電材料層以串聯(lián)的方式電連接并且線性的排列在所述電極對之間的空隙中。
10.如權利要求8所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，多個鐵電材料層以并聯(lián)方式連接并且以一定間隔排列在電極對之間的空隙中。
11.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段。
12.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段，并且鐵電材料層也相應地分成與像素相對應的許多段。
13.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，至少有一個電極被分成與像素相對應的許多段，并且僅僅為所需的像素提供鐵電材料層。
14.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述指定的方法是噴墨打印方法。
15.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述指定的方法是屏幕過程打印方法。
16.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述指定的方法是膠印打印方法。
17.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述指定的方法是旋轉涂層方法。
18.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述指定的方法是滾動涂層方法。
19.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述電泳分散液的涂層是在通過指定的方法形成鐵電材料層以后形成的。
20.如權利要求8-10的任何一個所述的電泳設備的制造方法，其特征在于，所述鐵電材料層是在電泳分散液的涂層形成以后通過指定的方法形成的。
21.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，進一步包括一個開關，能在電泳分散液的涂層和鐵電材料層之間重復的和可逆的實現并聯(lián)和串聯(lián)連接的轉換。
22.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，所述鐵電材料層是由一種無機的電介質材料組成，可從鋯鈦酸鉛(PZT)、鋇鈦酸鹽(BaTio3)、以及石墨酸鹽中選擇。
23.如權利要求1-3的任何一個所述的電泳設備，其特征在于，所述鐵電材料層是由一種有機聚合物電介質的材料組成，可從聚偏氟乙烯(PVDF)、亞乙烯基(VDF)/三氟乙烯基(TrFE)的共聚物、聚偏二乙烯氰化物(VDCN)/乙酸乙烯酯(VAc)中選擇。
全文摘要
電泳設備由排列成彼此相對的電極對(3,4)組成,它們之間有一指定的空隙,在空隙中填充了包括分散在液態(tài)離散介質(6)中的電泳離子(5)的電泳分散液(50)。至少一層鐵電材料層(10)被安置在電極之間的空隙中的指定位置,并且至少有一個電極是用透明材料制成的。在電極之間使用一個激勵電壓,電泳離子沉淀在一個電極上而相反極性離子卻朝著另一個電極移動,因此由于鐵電材料層的剩余的極化特性,建立的電泳分散液的極性狀態(tài)被長時間地保特。
文檔編號G02F1/01GK1354385SQ01137238
公開日2002年6月19日 申請日期2001年10月4日 優(yōu)先權日2000年10月4日
發(fā)明者川居秀幸 申請人:精工愛普生株式會社