[发明专利]显示器单元结构和电极保护层组合物

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及用来改进显示器器件性能的显示器单元结构和电极保护层的组合物。

相关领域描述

电泳显示器(EPD)是基于悬浮在溶剂中的带电荷的颜料颗粒的电泳现象的非发射性器件。其最先提出于1969。该显示器通常包括被隔板分隔开的两块板，板上具有相对设置的电极。这两块板之间封闭了由其中分散有带电荷颜料颗粒的有色溶剂组成的电泳流体。当在两个电极之间施加电势差的时候，颜料颗粒迁移到一侧或另一侧，使得从观察侧观察到颜料颗粒的颜色或溶剂的颜色。

在以下文献中揭示了改进的EPD技术：美国专利第6,930,818号(对应于WO 01/67170)，美国专利第6,672,921号(对应于WO 02/01281)和美国专利第6,933,098号(对应于WO02/65215)，所有这些文献都全文参考结合入本文。改进的EPD单元可通过以下方法制备：光刻法，或者对涂敷在第一衬底层上的可辐射固化的组合物层进行微型压纹，形成具有良好限定的形状、尺寸和长宽比的微型杯(microcup)。然后在所述微型杯中填入电泳流体，用密封层密封。优选用粘合层将第二衬底层层叠在所述填充并密封的微型杯上。

美国专利第5,961,804号和第5,930,026号中描述的微囊类EPD基本具有两种微囊尺度设置，每个微囊之中都包封有电泳流体，所述电泳流体包含介电溶剂，以及视觉上与所述介电溶剂形成反差的带电荷颜料颗粒的悬浮体。所述微囊可以固定在透明基质或粘结剂中，所述透明基质或粘结剂本身夹在两个电极之间。

对于所有类型的电泳显示器，图像双稳定性是最重要的问题之一。但是在一些情况下，所述图像双稳定性可能会由于反偏压而降低。术语″反偏压″通常用来描述电泳显示器中使用的介电材料的电容放电作用引发的电压。反偏压的极性与施加的驱动电压相反，因此反偏压可能会导致颗粒沿着与预期方向相反的方向移动。结果显示器可能具有低劣的图像对比度和双稳定性。图1中显示了反偏压的一个例子。当施加的电压从+40V降低至0V的时候，电泳流体感生的电压被称为″反偏压″，其极性是负的(与施加的电压相反)。

上文所述的介电材料通常用来形成显示器单元结构以及所述电极板和电泳流体之间的聚合物薄层。对于微囊类显示器，所述聚合物层可以是粘合层、微囊壁、其中分散了基于微囊的显示器单元的聚合物基质、或者粘结层(tie layer)。对于微型杯类显示器，所述聚合物层可以是粘合层，密封层，微型杯和底部电极板(即底涂层(primer layer))之间的层，或者粘结层。在本文中，术语″聚合物层″还可表示″电极保护层″或″介电层″。

为了达成电泳显示器所需的电学性质，必须对显示器的显示器单元结构和聚合物层的电阻率进行控制。实现电泳显示器的所需电学性质的基本原理包括提高电泳流体的电阻率，以及/或者降低显示器单元结构和/或聚合物层的电阻率。由于增大电泳流体的电阻率的空间很有限，降低显示器单元结构和/或聚合物层的电阻率似乎是更有前途的选择。

美国专利第6,657,772号揭示了可以通过将导电填料掺混入粘合剂组合物中来降低粘合层的体电阻率。但是，该专利中还承认，要通过该方法以获得用于电泳显示器中的粘合剂所需的大约10¹⁰ohm cm的体电阻率是存在很大困难的。该文献进一步指出，导电填料的体电阻率不应比最终掺混物的预期体电阻率小大约两个数量级，其主张体电阻率约为10⁹-10¹¹ohm cm的粘合层仅能通过体电阻率至少约为5x10¹¹ohm cm的粘合剂材料和体电阻率不小于约10⁷ohm cm的填料的混合物来完成。

可以结合入介电材料中的大多数导电填料是不透明的，需要进行单调冗长的研磨或碾磨，使其均匀地分散在用于显示器单元结构和聚合物层的组合物中。填料颗粒的团聚也可能造成人们不希望出现的结果，例如图像均一性差、成斑、或者有时候会造成显示器短路。

对于基于微型杯的电泳显示器，在微型杯结构或电极保护层的组合物中结合导电填料颗粒容易给微型杯的制造带来问题。可能会由于在形成微型杯的过程中(例如微型压纹或光刻曝光)的曝光不足或不均匀，得到有缺陷的微型杯。另外，如果相对于包含填料颗粒的层的表面糙度或厚度而言，所述颗粒的粒度较大，可能会在压纹过程中观察到对压纹的垫片或导电膜(例如ITO/PET)造成破坏，当导电填料的硬度高于所用垫片材料或导体膜的硬度的时候，这种破坏尤为显著。