CN1204448C - 改进的背透式电泳显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改进的背透式电泳显示器，其包括具有明确定义的形状、尺寸、与纵横比的隔离盒、背光源、以及非必选的背景层，该隔离盒以分散于介电溶剂中的带电荷颜料颗粒填充。根据本发明的显示器可具有传统型上/下切换模式、面内切换模式、或者是双重切换模式。

Description

改进的背透式电泳显示器
本发明所属技术领域
本发明涉及一种背透式电泳显示器，该背透式电泳显示器包括具有明确定义的形状、尺寸、与纵横比的隔离盒，所述盒是以分散于介电溶剂中的带电荷颗粒所填充，且该背透式电泳显示器具有背光源。
本发明可具有传统型上/下切换模式、面内切换模式、或者是双重切换模式。
与本发明相关的背景技术
电泳显示器(EPD)是基于影响悬浮在着色介电溶剂中的带电荷颜料颗粒的电泳现象制作的一种非发射性的装置。于1969年首次提出这种电泳显示器。该类显示器通常包括相对而置、分隔开的板状电极。通常，至少其中的一电极板由观察端来看是透明的。此种无源型电泳显示器，需要分别在顶部(观察端)及底部的行与列的电极驱动显示。相比之下，对于有源型电泳显示器件，需要底板上的薄膜晶体管阵列以及于顶部观察基板上的普通且无图案的透明导体板。电泳流体由着色的介电溶剂和分散的带电荷颜料颗粒组成，密封于二电极板之间。
当在二电极之间施加一电压差时，由于带相反极性的极板吸引使颜料颗粒向该极板迁移。因此，显示在透明板上的颜色(由极板选择性充电决定)可为溶剂的颜色或是颜料颗粒的颜色。将板的极性反转会使得颗粒反方向迁移，由此也将颜色反转。不同的过渡色(灰度)由透明极板的过渡颜料密度决定，并可通过控制电压和充电时间获得。
美国专利No.6,184,856披露了一种透射式电泳显示器，其中使用了背光源、彩色滤光器、以及具有两个透明电极的基板。该电泳盒起光阀作用。在集聚状态(colleted state)下，该颗粒排布用来将盒的水平区域覆盖范围最小化，以及使背景光通过该盒。在分布式的状态(distributed state)中，该颗粒排布用于将像素的水平区域加以覆盖，以及将背景光加以分散或吸收。然而，在此装置中所使用的背景光与滤光板会消耗掉大量的能量，对于便携式装置，如PDA(个人数字处理装置)以及电子图书是不适宜的。
现有技术中记载有不同像素或盒结构的电泳显示器，例如，分区式电泳显示器(M.A.Hopper和V.Novotny，IEEE Trans.Electr.Dev.，Vol.ED 26，No.8，pp.1148-1152(1979))和微胶囊方法制备的电泳显示器(美国专利第5,961,804号和第5,930,026号)，而这些现有技术各自具有如以下所述的问题。
在分区式(partition-type)的电泳显示器中，两电极之间具有数个分区，以将其空间分成小的单元，避免不希望的颗粒迁移(例如沉淀)。然而，会在以下情况中遇到问题：形成分区、以流体填充该显示器、在显示器中密封该流体、以及维持不同颜色悬浮物彼此分离。
该微胶囊化的电泳显示器具有基本二维的微胶囊排列，其中各微胶囊含有由介电质流体与带电荷颜料颗粒悬浮物(在视觉上与介电质溶剂对比)所组成的电泳组分。该微胶囊通常是在水溶液中制备的，为了获得有用的对比度，其平均颗粒尺寸相对较大(50-150微米)。大颗粒尺寸会导致较差的抗刮性能以及对于给定的电压具有较慢的响应时间，这是由于大胶囊需要介于两相反电极间的较大间隙。再者，在水溶液中制备的微胶囊的亲水外壳，对于高湿度与温度条件敏感。如果将微胶囊嵌埋于大量的聚合物基质中以排除这些缺点，则该基质的使用会导致响应时间变长及/或对比度降低。为改善其切换速率，这类电泳显示器中常需要使用电荷控制剂。然而，水溶液中的微胶囊化方法，限制了可使用的电荷控制剂的种类。其他关于微胶囊系统的缺点包括较低的分辨率、和较差的色彩表现能力。
最近，在同系列的于2000年3月3日提交的美国专利申请No.09/518,488，于2001年1月11日提交的美国专利No.09/759,212，于2000年6月28日提交的美国专利No.09/606,654，以及于2001年2月15日提交的美国专利No.09/784,972中，披露了改良的电泳显示器技术，于此一并作为参考。该改良的电泳显示器包含具有明确定义的形状、尺寸、与纵横比的隔离盒，且该盒以分散在溶剂中的带电荷颜料颗粒填充。该电泳流体被隔离且密封于每一个微形杯中。
事实上，该微形杯结构可以使电泳显示器的制备形式更为灵活，实现有效率的辊对辊连续制造过程。该显示器可在如ITO/PET的连续网状导电膜上制备，例如，(1)将辐射固化组分涂布于ITO/PET膜上，(2)用微模压或光蚀刻方法制备微形杯结构，(3)以电泳液体填充并密封该微形杯，(4)用其他导电膜层叠在该将经密封的微形杯上，以及(5)将该显示器件切割成所需的尺寸或形式用于装配。
此电泳显示器设计的一项优点，是该微形杯壁实际上是一种将顶部与底部基板保持一固定距离的内置式间隔物。微形杯显示器的机械性能与结构完整性显著地优于任何现有技术的显示器，包括那些使用间隔物颗粒所制造的显示器。此外，用微形杯制备的显示器，均具有理想的机械性能，包括当显示器弯曲、卷拢、或受到来自例如触屏应用的压力形式时所具有的可靠的显示性能。微形杯技术的使用也省去了需要边缘密封粘合剂，该边缘密封粘合剂会限制和预先限定显示器面板尺寸，以及限制了预先确定区域内的显示器流体。在用边缘密封粘合剂方法制备的传统显示器件中的显示器流体，在以任何的方式切割、或钻孔显示器件时，该流体会完全泄漏。该受损伤的显示器件将不再具有任何的功能。相反的，用微型杯技术制备的显示器件中的显示流体则被密封且隔离于每个盒中。几乎可将该微型杯显示器切割成任何尺寸，而不会因为显示流体在作用区域中的流失而损害显示器件性能的风险。换句话说，该微型杯结构可使显示器件的制造处理方法形式灵活，其中该方法可以很大的片状规格进行显示器件连续输出生产，该片状显示器件可切割成任何所需的规格。当以例如不同颜色、切换速率的不同特性的流体填充电泳盒时，该隔离的微型杯或盒结构显得特别重要。若无微型杯结构，要防止流体在邻近区域中相混合、或避免受到操作期间的交叉效应影响是很困难的。
发明简述
观看反射式电泳显示器，需要外部光源。由于表面和光源管理原因，对于黑暗中观察的应用，装配有背光源系统的背透式电泳显示器通常优于具有前夜光系统的反射式电泳显示器。然而，在电泳显示器盒中光散射颗粒的出现，大大降低了背光源系统的效力。对于传统式的电泳显示器，在明亮及黑暗环境中获得高对比度都是困难的。
本发明涉及一种使用微型杯技术的背透式电泳显示器。该电泳显示器包括用微型杯制备的多个由包含分散于介电溶剂或溶剂混合物中的带电荷颜料颗粒的电泳流体填充、并由比重较所述电泳流体低的密封组分形成的密封层密封的盒，所述盒由可透射光的边壁加以分隔，并且具有背光源。用分散于介电溶剂中的带电荷颗粒填充该盒。其中该多个盒包括不同尺寸及形状的盒。
为了在黑暗环境中观察的应用，该微型杯结构可有效地使背光源经过微型杯壁到达观察者。因此，对于观看背透式电泳显示器的使用者而言，即使是低强度的背光源也是足够的。可使用调整背光源强度的光电池传感器，以进一步降低此类电泳显示器的功耗。
该电泳显示器可具有传统型上/下切换模式、面内切换模式、或者是双重切换模式。
在具有传统型上/下切换模式、或者是双重切换模式的显示器中，有一个顶部透明电极板、底部电极板，以及多个封闭于两电极板间的隔离的盒。在具有面内切换模式的显示器中，该盒被夹在顶部透明绝缘体层与底部电极板之间。
这种隔离的盒由透光盒壁隔离。该背光源则在底部电极板的下方。该显示器也可在背光源系统上有一背景层，以控制穿过该显示器的光。该背景层在使用时优选为灰色。在背光源系统下的背景层也可用来改善对比度。
也可将散射体加入至背透式电泳显示器的顶部以增强视觉效果。
附图简要说明
图1A是本发明电泳显示器的侧视图；
图1B是本发明电泳显示器的俯视图；
图1C是本发明具有面内切换模式的电泳显示器的侧视图；
图1D是本发明具有双重切换模式的电泳显示器的侧视图；
图2表示用紫外光固化组分涂布的导电膜对紫外光辐射图形曝光的微型杯制备；
图3表示制造黑/白电泳显示器或其他单色电泳显示器的流程图；
图4a-4h是制造全彩电泳显示器的流程图；
图5A-5F图示具有面内切换模式的显示器；以及
图6A-6C图示了具有双重切换模式的显示器。
发明详述
定义
除非在本专利说明书中另有定义，否则在此所有的技术术语皆根据本领域技术人员通常使用并了解的惯用定义而使用。
术语“微形杯”是指利用微模压与图形曝光方法，接着进行溶剂显影所制作的杯状凹处。
在本说明书中，术语“盒”是指由一密封微型杯所形成的独立的单位。该盒以分散在溶剂、或溶剂混合物中的带电荷颜料颗粒填充。
当说明该微型杯或盒时，术语“具有明确定义的”是指该微型杯或盒具有根据本方法的特定参数预定的明确形状、尺寸、与纵横比。
术语“纵横比”为电泳显示器中一般所知的词汇。在本说明书中，指的是该微型杯的深度对宽度、或深度对直径的比例。
术语“隔离”指以密封层个别密封的电泳盒，以使得在一盒中的电泳流体无法转移至其他盒中。
优选实施例的详细描述
如图1A所示，本发明的电泳显示器100包括一顶部透明层101，一底部电极板102，以及封闭于两电极板之间的隔离盒层103。该顶部透明层101是透明导电膜，例如用于传统型上/下切换模式或者是双重切换模式的PET上的ITO，或是用于面内切换模式的透明绝缘体层。
具有明确定义的形状、尺寸、与纵横比的盒103a，103b，和103c，该盒以分散于介电溶剂105中的带电荷颗粒104填充。该隔离的盒以密封层106加以密封。将通常包括粘合剂层的顶部透明层覆盖于密封的盒上。背光源107置于底部电极板层102之下。该背光源可在显示器的边缘上，经散射光管照射显示器面板。该显示器可选择性地在底部电极板层102或背光源系统107下具有一背景层108。
图1B为盒的顶部示意图。如图所示，每一个盒的边缘是通过分隔物垂直边壁109限定的。该边壁在顶部透明层101与底部电极板102之间延伸。图1A中图示出该边壁与顶部透明层与底部电极板相垂直，应该理解的是，该边壁可以是倾斜的，以有助于盒的制备(例如下述章节I(a)所述的脱模过程)。在本发明中，该边壁是由透光材料所制成。
在具有传统型上/下切换模式的显示器中，顶部透明层101是电极板或膜。
在具有面内切换模式的显示器中(图1C)，顶部透明层101是一绝缘体基板，而底部电极板包括了面内电极110a、110b，和位于两个面内电极之间并由沟槽112所分开的底部电极111。可选地，该底部层可仅具有一个面内切换电极和一个在其间具有沟槽的底部电极。
在具有双重切换模式的显示器中(图1D)，顶部层101包含了透明顶部电极116(未示出)。该底部电极板在左边具有一个面内电极113a，在右边具有一个底部电极114和一个面内电极113b。沟槽115将底部电极和面内电极分开。可选地，该底部电极板可仅具有一个面内电极和一个在其间具有沟槽的底部电极(未示出)。
I.微型杯的制备
微型杯一般可通过微模压或光蚀刻方法制备，如在2000年3月3日提交的美国专利申请No.09/518,488以及于2001年2月15日提交的美国专利申请No.09/784,972中所述。
I.(a)利用微模压法制备微型杯阵列
凸模的制备
凸模可用任何适当的方法制备，例如经金刚石切割工艺或光致抗蚀处理后，接着蚀刻或电镀。凸模的示意性实施例如图2所示。可用任何适当的方法制造凸模的主模板，例如电镀。采用电镀时，在一玻璃基板上喷涂一层通常为3000埃的籽金属薄层，例如铬镍铁合金。接着涂布以一层光致抗蚀剂层，并进行辐射曝光，例如紫外光(UV)。将一掩模安置于该紫外光与光致抗蚀剂层之间。该光致抗蚀剂材料的曝光区域变硬。然后用适当的溶剂清洗去除未曝区域。对保留的固化光致抗蚀剂进行干燥，并再次喷镀一层籽金属薄层。主模准备后就绪进行电铸成形。用于电铸的典型材料为镍钴合金。此外，该主模可由镍制作，如摄影光学仪器工程师学会会刊卷1663，pp.324(1992)中《薄镀层光学介质的连续制作》(“Continuousmanufacturing of thin cover sheet optical media”，SPIE Proc.)中所说明的，采用电铸或无电镍沉积。该模具的底板通常约50至400微米之间。也可使用其他的微工程技术制作该主模，包括电子束写入、干式蚀刻、化学蚀刻、激光写入、或激光干涉，如摄影光学仪器工程师学会会刊刊登的《精密光学复制技术》(“Replicationtechniques for micro-optics”，SPIE Proc.)卷3099，pp.76-82(1997)中说明。此外，该模具可使用塑料、陶瓷、金属，利用光加工制作。
这样制备的凸模通常具有大约3至500微米的凸起，较好为大约5至100微米之间，优选为大约10至50微米。凸模可以是带、辊、片的形式。对于连续制造而言，优选为带状或滚筒状的模子。在涂布紫外光固化树脂组合物以前，可以用脱模剂处理模子，以帮助脱模过程。
微型杯的形成
可以用批次工艺或是连续的辊至辊工艺制作微型杯。如于2001年2月15日提交的未决美国专利申请09/784,972披露，该专利申请提供连续、低成本、高产出的制造技术，以制造电泳或液晶显示器(LCD)中用的隔间。在涂布紫外光固化树脂以前，模子可以采用脱模剂帮助脱模处理。为更进一步改进脱模方法，可将在导电膜上预先涂布一衬底涂层或粘合促进层，以改善体与微型杯之间的粘接力。
在配送紫外光固化树脂前可以先除气，并且可以非必选地包含溶剂。这种溶剂(如果有的话)可容易地蒸发。紫外光固化树脂可以任何适当的方式配送于凸模上，例如涂布、滴落、倾倒等。配送器可以是移动式的或固定式的。为制造具有传统的上/下切换模式或双重切换模式的显示器，在导电膜上涂布紫外光固化树脂。适合的导电膜实施例包括于塑料基板上的透明导体(ITO)，该塑料为聚对苯二甲酸乙酯(polyethylene terephthalate)、聚萘酸乙酯(polyethylenenaphthate)、芳族聚酰胺(polyaramid)、聚酰亚胺、聚环烯、聚砜(polysulfone)、以及聚碳酸酯。如果需要的话可以施加压力，以确保树脂和塑料之间有适当的接合，并控制微型杯底板的厚度。可以使用层合滚筒、真空模造、加压装置或任何其他类似的机构来施加压力。如果凸模是金属的并且不透明，则塑料基板典型上对于用来固化树脂的光化性辐射而言是透明的。相反地，凸模可以是透明的而塑料基板对于光化性辐射而言是不透明的。为了将模造特征良好地转移到转移薄板上，导电膜须具有对紫外光固化树脂的良好粘结性，树脂应具有对于模子表面的良好的脱模性能。
为制造具有面内切换模式的显示器，可在模压步骤中使用透明绝缘体基板。适合的透明绝缘体基板包括聚对苯二甲酸乙酯(polyethylene terephthalate)、聚萘酸乙酯(polyethylene napthate)、芳族聚酰胺(polyaramid)、聚酰亚胺、聚环烯、聚砜(polysulfone)以及聚碳酸酯。
用于制备微型杯的紫外光固化组分可包括多价的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯，多价的乙烯基包括乙烯基苯、乙烯基硅烷、乙烯基醚、多价的环氧化物、多价的丙烯，以及包含交联官能团的低聚物或聚合物等等。优选为多官能团的丙烯酸酯及其低聚物。多官能团的环氧化物与多官能团的丙烯酸酯的组合物也非常有用，可达到所要的物理机械性能。通常也可添加赋予抗弯曲性能的可交联的低聚物，例如胺基甲酸乙酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，以改善模压微型杯的抗弯曲性能。组合物可以包含聚合物、低聚物、单体、和添加剂，或者只有低聚物、单体和添加剂。这类材料的玻璃转换温度(Tg)范围通常从约-70℃到约150℃，最好是从约-20℃到约50℃。微模压的过程典型是在高于玻璃转换温度下进行。可以使用加热过的凸模或模子所压住的加热过的留置基板，以控制微模压的温度和压力。该凸模可于该紫外光固化树脂经紫外光硬化期间或之后，从形成的微型杯脱离。
I.(b)用光蚀刻方法制备微型杯
可选择地，可用光蚀刻方法制备显示器的微型杯。图2表示用图形曝光方法制备微型杯。
如图2A和2B所示，可用任何已知方法将辐射固化材料21a涂布于一预定图形的导电膜22上，利用一掩模26对紫外光(或可选择其他形式的辐射，电子束等)曝光，以形成与掩模投影图形一致的壁面21b，从而制备微型杯阵列，其中该预定图形的导电膜22是在塑料基板23之上。
在图2A所示的光掩模26中，深色方块24代表对所使用的辐射不透明的区域，而该深色方块之间的空间25则代表辐射透明区域。该紫外光通过该开口区域25辐射在该辐射固化材料21a上。
如图2B所示，经曝光的区域21b会变硬，接着用适当的溶剂或显影剂去除未曝光的区域(为该掩模26的不透明区域24所遮盖)，而形成该微型杯27。该溶剂或显影剂选自通常用于溶解或分散辐射固化材料的制剂，如丁酮、甲苯、丙酮、异丙酮等。虽然在图A2中光掩模26的微型杯图案24对预定图形的导电膜22精确套准，但对于一般低分辨率的应用是不必需的。
可选择地，可通过将光掩模置于导电膜/基板之下完成曝光。在此状况下，该导电膜/基板必须对于用来曝光的辐射波长是透明的。
为制造具有面内切换模式的显示器，可使用透明绝缘体基板来取代该导电膜。适合的透明绝缘体基板包括聚对苯二甲酸乙酯、聚萘酸乙酯、芳族聚酰胺(polyaramid)、聚酰亚胺、聚环烯烃、聚砜、聚碳酸酯等。
通常，该微型杯可以是任意形状的，且其尺寸与形状可以改变。在一个系统中，该微型杯可以具有大致相同的尺寸和形状。然而，为了使光学效果最大化，可制作形状和尺寸不同的混合微型杯。例如，用红色分散物填充的微型杯可以与绿色微型杯或蓝色微型杯具有不同的形状或尺寸。此外，一个像素可由不同个数的不同颜色的微型杯组成。例如，一个像素可由多个小的绿色微型杯、多个大的红色微型杯、以及多个小的蓝色微型杯组成。三种颜色不必具有相同的形状和数目。
该微型杯的开口可以是圆形、正方形、长方形、六角形或任何其他形状。开口之间的间隔区域最好小一些，以便在维持理想的机械性质的同时，获得较高的色彩饱和度和对比度。因此，蜂巢状开口比其它形状(例如圆形)开口更好。
各个微型杯的尺寸可在约102至约1×106平方微米之间，优选约103至约1×105平方微米。该微型杯的深度为约5至约200微米，优选约10至约100微米。该开口与总面积之比为约0.05至约0.95，优选约0.4至约0.9。
II悬浮物/分散物的制备
填充于微型杯中的悬浮物包括具有带电荷颜料颗粒分散于其中的介电溶剂，以及受到电场影响而迁移的颗粒。该悬浮物可选择地包含添加的着色剂，其可以在或可以不在电场中迁移。该分散物可根据技术领域所熟知的方法制备，例如美国专利第6,017,584号、第5,914,806号、第5,573,711号、第5,403,518号、第5,380,362号、第4,680,103号、第4,285,801号、第4,093,534号、第4,071,430号、第3,668,106号，以及如IEEE Trans.Electron Device，ED-24,827(1977)，以及J.Appl.Phys.49(9)，4820(1978)中的记载。
该悬浮流体介质最好是具有低粘度且介电常数在约2至约30，对于高的颗粒移动率而言，优选为约2至约15。适当的介电溶剂的实施例包括有十氢化萘(DECALIN)、5-亚乙基-2-降冰片烯、脂肪油、蜡下油等碳氢化合物；甲苯、二甲苯、苯基二甲苯乙烷、十二烷基苯和烷基萘等芳香族碳氢化合物；全氟萘烷、全氟甲苯、全氟二甲苯、二氯化三氟甲苯(dichlorobenzotrifluoride)、3，4，5三氯化-三氟甲苯(3，4，5-trichlorobenzotrifluoride)、氯五氟基苯(chloropentafluoro-benzene)、二氯壬烷、五氯苯等卤化溶剂；自明尼苏达州圣保罗(St.Paul)的3M公司的全氟溶剂，例如FC-43、FC-70和FC-5060；来自俄勒岗州波特兰(Portland)的TCI America公司的低分子量的含卤素的聚合物，例如聚全氟丙烯基醚(poly(perfluoropropylene oxide)；来自新泽西州River Edge的Halocarbon Product 公司的聚氯三氟乙烯poly(chlorotrifluoroethylene)，例如卤烃油(Halocarbon oil)；全氟化聚烷基醚(perfluoropolyalkylether)，例如来自Ausimont公司的Galden或是来自特拉华州DuPont的Krytox Oils和油脂K-流体系列。在一个优选实施例中，使用聚氯三氟乙烯作为介电溶剂。在另一优选实施例中，使用聚全氟丙烯基醚做为介电溶剂。
该对比着色剂可为染料或颜料。非离子偶氮与蒽醌染料特别地有用。有用的染料的例子非限定性地包括：亚利桑那州PylamProducts公司生产的油溶红EGN(Oil Red EGN)，苏丹红(SudanRed)，苏丹蓝(Sudan Blue)，油溶蓝(Oil Blue)，Macrolex Blue，溶剂蓝35(Solvent Blue 35)，亚利桑那州Pylam Products公司的PylamSpirit黑和Fast Spirit黑，Aldrich公司的苏丹黑B(Sudan Black B)，BASF公司的Thermoplastic Black X-70，以及Aldrich公司的蒽醌蓝，蒽醌黄114，蒽醌红111，135，蒽醌绿28。对于不溶性颜料的情形，用于使介质产生颜色的颜料颗粒亦可分散于该介电介质中。这些有色颗粒优选为不带电荷的。如果用于在介质中产生颜色的颜料颗粒是带电荷的，则其最好带有与该带电荷颜料颗粒相反的电荷。若二种颜料颗粒带有相同的电荷，则其应具有不同的电荷密度或不同的电泳移动速率。在任何情况下，用于产生介质颜色的染料或颜料必需具有化学稳定性，并与悬浮物中的其它组分相容。
该电荷的第一色彩颜料颗粒优选为白色，该颜料颗粒可为有机或无机颜料，例如二氧化钛。
如果使用彩色颜料颗粒，可采用自Sun化学制品公司的酞菁蓝(phthalocyanine blue)、酞菁绿(phthalocyanine green)、二芳基黄(diarylide yellow)、二芳基AAOT黄(diarylide AAOT Yellow)、喹吖啶酮(quinacridone)、偶氮(azo)、若丹明(rhodamine)、苝系颜料(perylene pigment series)；自Kanto化学制品公司的汉撒黄G(Hansa yellow G)颗粒，以及Fisher公司的碳灯黑(CarbonLampblack)。优选的是亚颗粒子尺寸。该颗粒应具有可接受的光学特性，不应被介电溶剂膨胀或软化，并且应该是化学稳定的。在正常的工作条件下，所产生的悬浮物亦必须稳定且能抗沉淀、乳化或凝结。
该颜料颗粒可以本身带有电荷，或可以使用电荷控制剂使之明显带电，或悬浮在介电溶剂中时获得电荷。适当的电荷控制剂是本技术领域所熟知的；它们可以是聚合或非聚合性质，也可以是离子化或非离子化的，包括离子表面活性剂，例如气溶胶邻联甲苯胺(Aerosol OT)、十二烷基苯磺酸钠、金属皂、聚丁烯琥珀酰亚胺、顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯吡啶共聚物、乙烯吡咯烷酮共聚物(例如来自International Special Products的Ganex)、(甲基)丙烯酸共聚物、N，N-二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸乙酯(N，N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate)共聚物。氟化表面活性剂在全氟化碳溶剂中作为电荷控制剂特别有用。这些包括了FC氟化表面活性剂，例如自3M公司的FC-170C、FC-171、FC-176、FC430、FC431和FC-740，以及Zonyl氟化表面活性剂，例如来自Dupont公司的Zonyl FSA、FSE、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100、FSD和UR。
适当的带电颜料分散物可以通过任何已知的方法制造，包括研磨、碾磨、球磨、气流磨(microfluidizing)、以及超声波技术。例如，将细微粉末形式的颜料颗粒添加到该悬浮溶剂中，所形成的混合物经球磨或研磨数小时，而将高度团聚的干颜料粉末粉碎成最初的颗粒。虽然不是优选的方法，但是在球磨过程中，用于产生悬浮介质颜色的染料或颜料可以添加到该悬浮物中。
可通过使用适当的聚合物将该颗粒微囊化，以消除颜料颗粒的沉淀或乳化，使其比重与介电溶剂的比重一致。可用化学或物理方法完成颜料颗粒的微囊化。典型的微囊化工艺包括界面聚合、原位聚合、相分离、凝聚、静电涂布、喷雾干燥、流化床涂布、以及溶剂蒸发。
III微型杯的填充与密封
该填充与密封的过程在前面提到的同系列申请的美国专利09/518,488和09/784,972有记载，其披露内容在此一并作为参考。
可以用多种方法完成微型杯的密封。一种优选的方法是将包含有多官能团的丙烯酸酯、丙烯酸低聚物、和光引发剂的紫外光可固化组分分散在包含有带电荷颜料颗粒和经染色的介电溶剂的电泳流体中。该紫外光可固化组分与该介电溶剂是不互溶的，且其比重低于该介电溶剂和颜料颗粒。这两种组分(紫外光固化组分和电泳流体)在一个径向混合器中充分地混合，并采用Myrad棒、凹印板、刮刀片、开槽涂布、或开缝涂布等精确的涂布机械装置，立即涂布到该微型杯上。多余的流体用刮刀或类似的装置刮除。对于少量的弱溶剂或者溶剂混合物，例如异丙醇、甲醇、或其他水性溶液溶剂，可以用于清洗该微型杯的分隔壁顶表面上残留的电泳流体。挥发性的有机溶剂可以用于控制该电泳流体的粘性和覆盖性。然后将经过填充的微型杯烘干，且该紫外光固化组分漂浮到该电泳流体的顶端。通过在该浮至表面的紫外光固化层浮到顶端的期间或之后，将其固化，密封该微型杯。紫外光、或可见光、红外线、及电子束等其他形式的辐射都可以用于将该微型杯固化并密封。此外，热或湿气也可以用于将该微型杯固化并密封，如果合适的话，可使用热或湿气固化组分。
优选介电溶剂组(具有理想的密度，且对丙烯酸酯单体和低聚物有理想的溶解度差别)是卤化碳氢化物及其衍生物。表面活性剂可用以改良该电泳流体和密封材料之间界面的粘性和润湿性。有用的表面活性剂包括3M公司的FC表面活性剂、DuPont公司的Zonyl氟化表面活性剂、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟取代长链醇类、全氟取代的长链羧酸及其衍生物。
此外，如果这种密封前体物至少部分地与介电溶剂相容，则可将电泳流体及密封前体物依次涂布于微型杯。这样，可通过涂布一层热固性前体物薄层(该前体物是辐射、热、湿气、或界面反应可固化的)，并将其固化于经填充的微型杯表面，以完成密封过程。
可使用挥发性有机溶剂调整该保护层的粘性和厚度。当挥发性溶剂用于保护层时，优选与该介电溶剂不相混溶的挥发性溶剂。于2001年6月4日提交的同系列美国专利申请No.09/874,391中，披露了热塑性弹性体，作为优选的密封材料。可使用如二氧化硅颗粒及表面活性剂等添加剂以改善薄膜的完整性与涂布品质。
界面聚合后进行紫外光固化，对于密封过程极为有利。通过界面聚合形成一个薄的分隔层，使电泳层与外敷层之间的相互混合明显地得到抑制。接着通过后固化步骤完成密封，优选为紫外光辐射或其他光辐射。为进一步降低互混程度，最好外涂布层的比重明显低于电泳流体的比重。可用挥发性有机溶剂调整涂层的粘度和厚度。当挥发性溶剂用于外涂布层时，优选与该介电溶剂不相混溶的挥发性溶剂。这种二步涂布方法，对所用染料至少部分地溶解于热固性前体物情形特别适用。
IV.单色电泳显示器的制备
通过图3所示的流程图说明此工艺。所有的微型杯都用同色组分的悬浮物填充。该工艺可以是连续的辊对辊工艺，包括下列步骤：
1.将一层紫外光固化组分30涂布于连续的腹板31上(可选择性地使用一种溶剂)。若使用溶剂，则该溶剂很快就挥发。根据具体应用及显示器的切换模式，该连续的腹板31可为塑料基板，以及于塑料基板上有预定图形或无预定图形的导电膜。
2.在高于玻璃转换温度下，用一预成形的凸模32对紫外光固化组分30进行模压。
3.将该模具由紫外光固化层30脱模，优选在利用紫外光曝光使该组分硬化的期间或之后。
4.用着色介电溶剂中的带电颜料分散液34填充制成的微型杯阵列33。
5.以同系列的于2000年3月3日提交的美国专利申请No.09/518,488、于2001年1月11日提交的美国专利申请No.09/759,212、于2000年6月28日提交的美国专利申请No.09/606,654、于2001年2月15日提交的美国专利申请No.09/784,972，以及于2001年6月4日提交的美国专利申请No.09/874,391中所叙述的方法，将微型杯密封。
该密封方法包括在介电溶剂中加入至少一种热固性前体物(该热固性前体物是与该溶剂不互容且具有较该溶剂与颜料颗粒为低的比重)，接着选择性地利用如紫外光辐射、或热、或湿气，于该热固性前体物分离期间或之后，将热固性前体物固化。另外，可通过在该电泳流体表面上直接涂布并硬化密封组分密封微型杯。
美国专利申请No.09/874,391中，披露了热塑性弹性体为优选的密封材料。有用的热塑性弹性体的例子包括ABA、和(AB)n型的双嵌段、三嵌段和多嵌段共聚物，其中A是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯、或降冰片烯；B是丁二烯、异戊二烯、乙烯、丙烯、丁烯、二甲基硅氧烷、或硫化丙烯；A与B不能在同一化学式中。该数字n≥1，优选为1-10。特别有用的是苯乙烯或α-甲基苯乙烯的双嵌段、三嵌段和多嵌段共聚物，例如SB(聚(苯乙烯-b-丁二烯))、SBS(聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯))、SIS(聚(苯乙烯-b-异戊二烯-b-苯乙烯))、SEBS(聚(苯乙烯-b-乙烯/丁烯-b-苯乙烯))、聚(苯乙烯-b-二甲基硅氧烷-b-苯乙烯)、聚(α-甲基苯乙烯-b-异戊二烯)、聚(α-甲基苯乙烯-b-异戊二烯-b-α-甲基苯乙烯)、聚(α-甲基苯乙烯-b-硫化丙烯-b-α-甲基苯乙烯)、聚(α-甲基苯乙烯-b-二甲基硅氧烷-b-α-甲基苯乙烯)。可使用如二氧化硅颗粒及表面活性剂的添加物以改善薄膜的完整性与涂布品质。
6.用预涂布粘合剂层37的包括电极或导体区带的另一连续的腹板36，覆盖在经密封的电泳盒阵列上，其中该粘合剂层可以是压敏粘合剂、热熔粘合剂、或者是辐射固化粘合剂。
可对覆盖的粘合剂进行后固化，利用例如热或紫外光38，通过腹板的任一侧进行固化。覆盖步骤之后可对成品进行切割39。可选择地，覆盖步骤之前可以将经密封的微型杯切割成适当的尺寸。
也可利用涂布一层热固性前体物的导电膜图形曝光的过程，以及用适当溶剂将未曝光区域去除，方便地替代如上所述的微型杯的制备方法。
关于具有面内切换模式的显示器的制造，可在微模压或图形曝光之前，涂布热塑性或热固性前体物于透明绝缘体基板上，替代涂布在导电膜上。
V.多色电泳显示器的制备
可使用于2000年3月3日提交的美国专利申请No.09/518,488、于2001年6月11日提交的美国专利申请No.09/879,408的共同系属案中的方法，制备包含不同颜色的电泳流体的密封微型杯，该方法包括(1)将一正性作用干膜光致抗蚀剂层叠在已制成的微型杯上，其中该光致抗蚀剂至少包含有一种可去除载体，例如Saint-Gobain公司(Worcester，MA)PET-4851，Shipley公司的酚醛正性光致抗蚀剂Microposit S1818，以及National Starch公司的Nacor72-8685和BF Goodrich公司的Carboset 515的混合物—一种碱性显影胶层；(2)通过将该光致抗蚀剂进行图形曝光，将可去除的载体膜去除，以及用例如Shipley公司的经稀释的Microposit 351显影剂将该正性光致抗蚀剂显影，选择性地开启一定数目的该微型杯；(3)用含有带电荷白色颜料(二氧化钛)颗粒的电泳流体和该第一原色的染料或颜料填充该已经开启的微型杯；并且(4)按照制作单色显示器中的方法，将该经填充的微型杯密封。这些额外的步骤可以重复，以便制作第二和第三原色电泳流体填充的微型杯。
更特别地，多色电泳显示器根据图4所示的步骤制备：
1.将热固性前体物层40涂布在导电膜41上。
2.在高于该热塑性或热固性前体物层的玻璃转换温度的温度下，利用预成形的凸模(图中未示出)对该热塑性或热固性前体物层进行模压。
3.将模具从热塑性或热固性前体物层脱模，优选是在通过冷却硬化，或通过辐射、热、或湿气进行交联硬化的期间或之后进行。
4.将一正干膜光致抗蚀剂材料覆盖于所形成的微型杯阵列42上，其中该光致抗蚀剂材料至少包含有一粘合剂层43、正性光致抗蚀剂材料44、以及可去除的塑性保护片(图中未示出)。
5.将该正性光致抗蚀剂材料以紫外光、可见光或其他辐射形式进行图形曝光(图4c)，去除保护片，在曝光区域显影并打开微型杯。步骤4及步骤5的目的在于将一预定区域中的该微型杯开启(图4d)。
6.以分散于介电溶剂中的带电荷白色颜料45填充该经开启的微型杯，其中该介电溶剂至少包含该第一原色的染料或颜料，以及与该溶剂不相溶并具有比该溶剂和颜料颗粒比重低的热固性前体物46。
7.在该热固性前体物分离并形成一漂浮在该液相顶端的表面层期间或之后，通过将该热固性前体物固化(最好通过紫外光辐射，通过热或湿气的方法次之)把该微型杯密封，从而形成含有该第一原色的电泳流体的密封电泳盒(图4e)。
8.可重复上述步骤5至7，从而在不同区域产生包含有不同颜色电泳流体的明确定义的盒(图4e、4f与4g)。
9.将预涂布有一粘合剂层48的预定图形的第二透明导电膜47套准、覆盖于该经密封的电泳盒阵列上，其中该粘合剂层48可以是压敏粘合剂，热熔粘合剂，热、湿气、或辐射固化粘合剂。
10.将该粘合剂硬化。
在上述的步骤4中，可直接将正性光致抗蚀剂涂布于微型杯上，以替代将干膜正性作用光致抗蚀剂材料覆盖于微型杯。在微型杯上涂布或覆盖光致抗蚀剂材料之前，可使用可去除的填充料填充该微型杯。在此状况下不需要覆盖薄板。在2001年6月11日提交的同系列美国专利申请No.09/879,408中对此进行了披露。
用作填充材料的适当的材料包括无机、有机、有机金属、和聚合材料、或其颗粒状物质。优选的填充材料是非薄膜形成颗粒(non-film forming particles)例如PMMA的乳胶、聚苯乙烯、聚乙烯及其羧基化共聚合物和对应的盐、蜡乳液、胶态二氧化硅、氧化钛、碳酸钙分散物、及其混合物。特别优选的填充材料包括乙烯共聚合物的离子键聚体的分散液，例如Acqua220、Acqua240、以及Acqua250(新泽西州Honeywell)。
可以用相似的方式加以制备具有面内切换模式的多色显示器，不同的是步骤1中的热固性前体物层可涂布于透明绝缘体基板，而非导电膜上。
可容易地用另一种方法代替以上方法中所述的微型杯制备：将该涂布有热固性前体物的导电膜进行图形曝光，接着用适当的溶剂去除该未曝光区域。
另外，可通过直接在液相表面涂布热固性前体物材料完成该微型杯的密封。
可选择地，本发明的彩色电泳显示器可利用在显示器顶部的滤色器获得，如同系列的于2001年7月27日提交的美国专利申请60/308,437中所述、或使用于显示器底部的彩色背景，如另一个同系列的于2001年7月17日提交的美国专利申请60/306,312。
用本方法制造的显示器可以达到仅一张纸的厚度。该显示器的宽度可为涂布支撑网的宽度(通常为3至90英寸)。该显示器的长度可为数英寸至数千英尺，取决于卷的大小。
可在显示器件的底部利用喷涂、印刷、涂布、或者是覆盖一色彩层获得非必选的背景层。为增加对比度，优选使用黑色或灰色的背景层。
可使用在显示器底部电极板上的薄膜晶体管(TFT)制备有源矩阵电泳显示器。背光源系统可安置于显示器件的侧面、以及在背景色彩层之下、或者是介于显示器与背景层之间。一种例如用聚甲基丙烯酸甲酯充注的散射光部件可用于增强背光源的效果。
VI.本发明的显示器
此章节中将叙述三种类型的切换模式。观看反射式电泳显示器，各种状况下只需要一外部光源。对于在黑暗中观看的应用，可使用背光源系统或是前夜光系统。由于外观及灯光管理原因，装置有背光源系统的背透式电泳显示器优于具有前夜光的反射式电泳显示器。然而，在电泳显示器盒中，散射光颗粒的出现大大地降低背光源系统的效率。对于传统电泳显示器在明亮及黑暗环境要获得高对比度都是困难的。
相对地，基于微型杯技术的本发明的显示器，可有效地使该背光源经由微型杯的边壁到达观察者。因此，甚至是低强度的背光源，对于使用者观看该背透式电泳显示器也是足够的。用于调整背光源强度的光电池传感器，可用来进一步降低电泳显示器的功率消耗。
VI(a)具有上下切换模式的显示器
当在顶部与底部电极板之间具有电压差时，则该带电荷的颗粒迁移到盒的顶部或底部。当该颗粒迁移至并保持在盒的顶部时，可通过顶部透明层看见该颗粒的颜色。当该颗粒迁移并保持在盒的底部时，可通过顶部透明层看见该介电溶剂的颜色。
VI(b)具有面内切换模式的显示器
对单色显示器而言，图5A的盒中，白色颗粒分散在清亮无色的介电溶剂中。所有的盒背景均为相同颜色(黑色、蓝色、青绿色、红色、洋红色等等)。当在底部电极(未示出)与两个面内切换电极(未示出)间具有电压差时，白色颗粒则迁移到盒的侧面，导致可通过顶部透明开口看见背景颜色。当底部电极与两个面内切换电极间不具有电压差时，白色颗粒则分布于介电溶剂中，因此，可通过顶部透明绝缘层看见颗粒的颜色(即白色)。
可选择地，如图5B所示，相同颜色的颗粒分散在所有盒的清亮无色的介电溶剂中，且盒的背景是白色的。当在底部电极(未示出)与两个面内切换电极(未示出)间具有一电压差时，彩色颗粒迁移到盒的侧面，导致可通过顶部透明开口看见背景颜色(即白色)。当在两个面内切换电极间与底部电极间不具有电压差时，彩色颗粒则分布于介电溶剂中，因此，可通过顶部透明绝缘体层看到颗粒的颜色(即白色)。
图5C-5F表示具有面内切换模式的多色显示器。
在图5C中，该盒以具有白色带电荷颗粒分散于其中的无色介电溶剂填充，且具有不同的背景颜色(即红色、绿色、或蓝色)。当面内电极和底部电极间(未示出)具有电压差时，白色颗粒迁移到盒的侧面，导致可通过顶部透明开口看见背景颜色(即红色、绿色、或蓝色)。当面内电极与底部电极间不具有电压差时，颗粒分布于介电溶剂中，导致可通过顶部透明开口看见白色(即颗粒的颜色)。
在图5D中，该盒以具有黑色颗粒分散于其中的无色介电溶剂填充，且具有不同的背景颜色(即红色、绿色、或蓝色)。当面内电极与底部电极间(未示出)具有电压差时，颗粒迁移到盒的侧面，导致可通过顶部透明开口看见背景颜色(即红色、绿色、或蓝色)。当面内电极与底部电极间不具有电压差时，颗粒则分布于介电溶剂中，导致可通过顶部透明开口看见黑色(即颗粒的颜色)。
在图5E中，该盒以具有不同颜色颗粒(亦即红色、绿色、或蓝色)分散于其中的无色介电溶剂填充。该盒背景是黑色的。当面内电极与底部电极间(未示出)具有电压差时，彩色带电荷颗粒迁移到盒的侧面，导致可通过顶部透明开口看见背景颜色(即黑色)。当面内电极与底部电极间不具有电压差时，彩色颗粒则分布于介电溶剂中，导致可通过顶部透明开口看见颗粒的颜色(即红色、绿色、或蓝色)。此设计中，黑色状态具有高品质。
在图5F中该盒以具有不同颜色颗粒(即红色、绿色、或蓝色)分散于其中的无色介电溶剂填充。该盒背景是白色的。当面内电极(未示出)与底部电极间具有点压差时，颗粒迁移到盒的侧面，可通过顶部透明开口看见背景颜色(即白色)，获得高品质的白色状态。当面内电极与部电极间不具有电压差时，颗粒则分布于介电溶剂中，导致可通过顶部透明开口看见颗粒的颜色(即红色、绿色、或蓝色)。
如这些图中所示，面内切换模式可使颗粒在平面方向(左/右)移动，而颗粒、背景和流体之不同颜色(其分别为白色、黑色、红色、绿色、或蓝色)的组合，可产生不同的多色电泳显示器。
此外，介电溶剂中的颗粒可为混合颜色，且盒具有相同的背景颜色。
可将显示器的顶部透明观察层着色或者添加一滤色器。在这种情况下，是以电泳组合物填充该盒(该电泳组合物包括在清亮无色或着色的介电溶剂中的白色电荷颗粒)，且该盒的背景是黑色的。在单色显示器中，每个像素上的透明观察层为相同颜色(例如黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、洋红色等等)。在多色显示器中，透明观察层可为不同颜色。
VI(c)具有双重切换模式的显示器
为便于说明，假设这里所述的应用使用带正电荷的白色颗粒。如图6A-6C中所显示，双重切换模式允许颗粒垂直方向(上/下)移动或者是平面方向移动(左/右)。举例来说，在图6A中，顶部电极的电压设定为低值，而底部电极及面内电极电压则设定高值。该白色颗粒迁移且聚集于顶部透明导电膜上，则观察者可看到白色(即颗粒的颜色)。
在图6B中，该面内电极电压设定为低值，而该顶部与底部电极电压则设定为高值。在这种状况下，该白色颗粒迁移至盒的侧面，因此，透过顶部透明导电膜而可看见的色彩即背景的颜色(即黑色)。
在图6C中，该顶部电极电压设定为高值，该底部电极电压设定为低值，该面内电极电压设定为低值，该白色颗粒迁移至盒的底部。在此状况下，观察者透过顶部透明导电膜可看见流体色彩(即红色、绿色、或蓝色)，如图6C中的红色盒所示。在全彩显示器中，如果需要呈现红色像素，可将绿色及蓝色盒中的白色颗粒吸引至侧面(如图6C中所示)，或者是顶部(未示出)。优选为前者，因为该方式通常较后者具有更为理想的色彩饱和度。因此，该双重切换模式技术提供了全彩电泳显示器，其中的所有色彩包括高品质的红色、绿色、蓝色、和白色，均可在同一装置中获得。
另外，该背景颜色可为任何颜色(例如青绿色、黄色、或洋红色)，而取代了通常使用的黑色。例如，该盒可用具有白色正电荷颗粒分散于其中的红色清亮介电溶剂加以填充，且该盒的背景颜色为黄色。在此情形中，当颗粒迁移至顶部时，观察者可以看见白色(即颗粒的颜色)，而当颗粒迁移覆盖盒的底部时，可通过透明导体看见介质的颜色(即红色)。然而，当白色颗粒迁移至盒的侧面，透过顶部透明导电膜见到的颜色将为橙色色调。
可通过使用不同的颗粒/介质/背景颜色的组合得到其他色调或颜色，例如，白色/红色/青绿色，白色/红色/洋红色、白色/蓝色/黄色、白色/蓝色/青绿色、白色/蓝色/洋红色、白色/绿色/黄色、白色/绿色/青绿色、白色/蓝色/洋红色等等。
获得全彩显示的优选组合是白色颗粒、黑色背景、以及用添加原色(即红色、绿色、或蓝色)分别染色的流体。
本发明另一方面是具有突出显示的单色显示器。该实施例中，显示器件中所有的盒均具有相同的背景颜色，以及用相同的电泳流体填充(即具有相同颗粒/溶剂颜色的组合)。例如，该显示器件可具有白色颗粒，溶剂是原色(即红色、绿色、或蓝色)之一，以及背景颜色是溶剂颜色的对比色。此组合对于具有彩色突出显示选项的相对简易的两色彩装置很有用。例如一种电泳显示器，具有白色颗粒、黄色介电溶剂、黑色背景，在每个像素中可显示至少三种不同颜色。当白色颗粒都被吸引至顶部观察行电极，见到的像素为白色。当白色颗粒全都被均匀地吸引至底部列电极，见到的像素为黄色。当白色颗粒都被吸引至盒任一侧面内电极，见到的像素为黑色。若颗粒被驱动至中间态，则可获得中间色彩。
虽然本发明已通过参考其特定具体实施例来说明，但是对于本领域技术人员来说，可以容易地对上述实施方案进行各种改变和等同置换而不偏离本发明的目的、精神、和范围。另外，可以有许多修改以适用于特别的情形、材料、组分、方法、方法步骤或步骤，以达到本发明的目的、精神、与范围。所有这类修改被认为在所附权利要求的范围内。
组件符号说明
(UV)              紫外光
21a               辐射固化材料
21b               壁面
22                导电膜
23                塑料基板
24                不透明区域
25                开口区域
26                光掩模
27                微型杯
30                紫外光固化组分
31                腹板
32                预成形的凸模
33                微型杯阵列
34                带电颜料分散液
37                粘合剂层
38                紫外光
39                切割
40                热固性前体物层
41                导电膜
42                微型杯阵列
43                粘合剂层
44                性光致抗蚀剂材料
45                带电荷白色颜料
46                热固性前体物
47                第二透明导电膜
48                粘合剂层
100               电泳显示器
101               顶部透明层
102               底部电极板
103               隔离盒层
103a，103b和103c  盒
104               带电荷颗粒
105               介电溶剂
106               密封层
107               背光源
108               背景层
109               垂直边壁
110a              面内电极
110b              面内电极
111               底部电极
112               沟槽
113a              面内电极
113b              面内电极
114               底部电极
115               沟槽
116               透明顶部电极

Claims (60)

1.一种电泳显示器(100)，包括：
(a)一个顶部透明层(101)；
(b)多个由包含分散于介电溶剂或溶剂混合物中的带电荷颜料颗粒(104)的电泳流体填充、并由比重较所述电泳流体低的密封组分形成的密封层(106)密封的盒(103)，所述盒由可透射光的边壁(109)加以分隔；
(c)一块底部电极板(102)；以及
(d)在所述底部电极板(102)之下的背光源(107)。
2.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)进而包括一个背景层(108)。
3.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部透明层(101)是一个导电膜且所述显示器具有上/下切换模式。
4.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部透明层(101)是一个绝缘体基板且所述显示器具有面内切换模式。
5.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述顶部透明层(101)是一个导电膜且所述显示器具有上/下切换模式和面内切换模式。
6.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述的多个盒(103)包括不同尺寸及形状的盒。
7.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)是非球状的。
8.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)由具有102至1×106平方微米开口区域的微型杯构成。
9.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)是由具有103至1×105平方微米开口区域的微型杯构成。
10.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)是由具有圆形、多边形、六角形、长方形、或正方形状开口区域的微型杯构成。
11.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)具有5至200微米范围的深度。
12.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)具有10至100微米范围的深度。
13.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)的开口与总面积之比为0.05至0.95。
14.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)的开口与总面积之比为0.4至0.9。
15.根据权利要求3所述的电泳显示器(100)，其中所述盒(103)是以具有白色带电荷颜料颗粒分散于其中的着色介电溶剂填充的。
16.根据权利要求15所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同颜色的介电溶剂。
17.根据权利要求15所述的电泳显示器(100)，其中单独的所述盒(103)具有不同颜色的介电溶剂。
18.根据权利要求4所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部透明层(103)是无色的。
19.根据权利要求18所述的电泳显示器(100)，其中所述显示器是单色显示器。
20.根据权利要求19所述的电泳显示器(100)，其中所述的介电溶剂(105)是清亮且无色的。
21.根据权利要求20所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有白色的颗粒以及相同的背景颜色。
22.根据权利要求21所述的电泳显示器(100)，其中所述的背景颜色是黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、或洋红色。
23.根据权利要求20所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同颜色的颗粒以及白色的背景颜色。
24.根据权利要求23所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)是黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、或洋红色。
25.根据权利要求24所述的电泳显示器(100)，其中单独的盒(103)具有混合颜色的颗粒以及相同的背景颜色。
26.根据权利要求25所述的电泳显示器(100)，其中所述的混合的颜色是由选自黑色、白色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色的两种或更多种颜色所组成。
27.根据权利要求26所述的电泳显示器(100)，其中所述的背景颜色选自黑色、白色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
28.根据权利要求4所述的电泳显示器(100)，其中所述的显示器是多色显示器。
29.根据权利要求28所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)具有白色的颗粒以及不同的背景颜色。
30.根据权利要求28所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)具有黑色的颗粒以及不同的背景颜色。
31.根据权利要求28所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒具有不同颜色的颗粒以及白色的背景。
32.根据权利要求28所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)具有不同颜色的颗粒以及黑色的背景。
33.根据权利要求4所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部透明层(101)是着色的。
34.根据权利要求33所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部透明层(101)具有滤色器。
35.根据权利要求33所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有白色的颗粒以及黑色的背景。
36.根据权利要求35所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同颜色的透明观察层。
37.根据权利要求35所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)具有不同颜色的透明观察层。
38.根据权利要求4所述的电泳显示器(100)，其中包含薄膜晶体管阵列的基板是用作面内电极层以及底部电极层。
39.根据权利要求5所述的电泳显示器(100)，其中所述的带电荷的颗粒是白色的。
40.根据权利要求39所述的电泳显示器(100)，其中所述的带电荷颗粒的颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
41.根据权利要求39所述的电泳显示器(100)，其中所述溶剂(105)的颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
42.根据权利要求1或2所述的电泳显示器(100)，其中所述的底部电极板(102)或所述背景层(108)的颜色选自黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
43.根据权利要求5所述的电泳显示器(100)，其中所述的电泳显示器是单色显示器。
44.根据权利要求43所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有白色颗粒。
45.根据权利要求43所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同颜色的颗粒，所述颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、以及洋红色。
46.根据权利要求43所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同颜色的介电溶剂，所述颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
47.根据权利要求43所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有黑色的背景。
48.根据权利要求43所述的电泳显示器(100)，其中所有所述的盒(103)均具有相同的背景颜色，所述的颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、洋红色、及其混合色。
49.根据权利要求5所述的电泳显示器(100)，其中所述的电泳显示器是多色显示器。
50.根据权利要求49所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)是以分散在不同颜色的介电溶剂中的白色颗粒填充。
51.根据权利要求50所述的电泳显示器(100)，其中所述的颜色选自红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
52.根据权利要求51所述的电泳显示器(100)，其中所述的颜色是红色、绿色、或蓝色。
53.根据权利要求49所述的电泳显示器(100)，其中所述的背景是黑色。
54.根据权利要求49所述的电泳显示器(100)，其中所述的单独的盒(103)具有混合颜色的颗粒以及相同的背景颜色。
55.根据权利要求54所述的电泳显示器(100)，其中所述的颜色是两种或更多种颜色选自白色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
56.根据权利要求54所述的电泳显示器(100)，其中所述的背景颜色选自黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、青绿色、和洋红色。
57.根据权利要求5所述的电泳显示器(100)，其中所述的顶部层(101)是着色的或具有滤色器。
58.根据权利要求57所述的电泳显示器(100)，其中所述的盒(103)具有分散在无色介电溶剂中的白色颗粒。
59.根据权利要求5所述的电泳显示器(100)，其中所述的底部电极板(102)包括薄膜晶体管。
60.根据权利要求1所述的电泳显示器(100)，进一步包括一种加在电泳显示器顶部的漫射体。
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