[发明专利]电泳粒子、介质和显示器及其制造方法

说明书

一种电泳粒子，其包括具有共价键合至颜料粒子的表面的中间体残基的颜料粒子和键合至所述中间体残基的聚合物。所述聚合物可以衍生自一种或多种类型的单体，并且所述单体中的至少一种是取代或未取代的苯乙烯单体，包括卤化的苯乙烯类单体。所述电泳粒子可以用于包括所述粒子在悬浮流体中的分散体的电泳介质中。所述电泳介质可以被掺入电光显示器中。

相关申请的引用

本申请要求于2019年4月24日提交的第62/837,760号美国申请的优先权，其通过引用整体并入本文。

发明背景

本发明涉及电泳粒子(即，用于在电泳介质中使用的粒子)和用于制造这种电泳粒子的方法。本发明还涉及电泳介质和掺有这种粒子的显示器。更具体地，本发明涉及其表面用聚合物改性的电泳粒子。

多年来，电泳显示器已成为深入研究和开发的主题。当与液晶显示器相比时，这种显示器可以具有良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳态性、以及低功率消耗的属性。(术语“双稳态的”和“双稳态性”在本文以其在本领域中的常规含义使用，是指包含具有在至少一种光学性质上不同的第一和第二显示状态的显示元件的显示器，并且使得在已经通过有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在寻址脉冲已经终止之后，该状态将持续改变显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少数倍，例如至少四倍。)

电泳介质可以分成两种主要类型，为了方便起见，在下文分别称为“单粒子”和“双粒子”。单粒子介质仅具有悬浮在有色悬浮介质中的单一类型的电泳粒子，其至少一种光学特性不同于粒子的光学特性。(在涉及单一类型的粒子时，我们并不意味该类型的所有粒子是完全相同的。例如，假设该类型的所有粒子具有基本上相同的光学特性和相同极性的电荷，在不影响介质的效用的情况下，可以容忍诸如粒度和电泳迁移率的参数的相当大的变化。)光学特性一般是人肉眼可见的颜色，但供选择地或另外地，可以是在意指在非可见波长下吸收或反射差异的更广泛意义上的反射性、逆反射性、发光性、荧光性、磷光性、或颜色中的任何一个或多个。当这种介质被置于至少其中之一是透明的一对电极之间时，取决于该两个电极的相对电势，介质可以显示粒子的光学特性(当粒子邻近更靠近观察者的电极时，后文称为“前”电极)或悬浮介质的光学特性(当粒子邻近远离观察者的电极时，后文称为“后”电极，使得粒子被着色的悬浮介质遮蔽)。

双粒子介质具有在至少一种光学特性上不同的两种类型的粒子以及可以是未着色的或着色的、但一般是未着色的悬浮流体。两种类型的粒子在电泳迁移率上是不同的；该迁移率的差异可以是极性(该类型在后文可以称为“相反电荷双粒子”介质)和/或量级上的差异。当这种双粒子介质被置于前述一对电极之间时，取决于该两个电极的相对电势，介质可以显示任一组粒子的光学特性，尽管实现这一点的确切方式取决于迁移率的差异是极性还是仅量级上的差异而不同。为了便于说明，考虑其中一种类型的粒子是黑色而另一种类型的粒子是白色的电泳介质。如果两种类型的粒子的极性不同(例如如果黑色粒子带正电荷且白色粒子带负电荷)，则粒子将被吸引到两个不同的电极，以致例如如果前电极相对于后电极为负，则黑色粒子将被吸引到前电极且白色粒子将被吸引到后电极，使得介质将对观察者呈现黑色。相反地，如果前电极相对于后电极为正，则白色粒子将被吸引到前电极而黑色粒子将被吸引到后电极，使得介质将对观察者呈现白色。

单粒子类型和双粒子类型两者的封装电泳显示器的使用寿命可能受诸如电泳粒子到囊壁的粘附、以及粒子聚集成阻止粒子完成用于显示器在其光学状态之间切换所需的运动的团簇的趋势的因素的限制。在这点上，相反电荷双粒子电泳显示器造成特别困难的问题，因为彼此紧密靠近的固有相反带电粒子将彼此静电吸引并且将显示形成稳定聚集体的强烈趋势。实验上，已经发现，如果人们尝试使用未处理的市售二氧化钛和炭黑颜料制造该类型的黑/白封装显示器，则该显示器根本不会切换或者具有太短而不适合于商业目的的使用寿命。