專利名稱：圖形打開和填充彩色顯示成分以及制作彩色顯示器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電泳顯示器，尤其涉及圖形打開和填充多色顯示器成分以及多色顯示器的制作。
與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)電泳顯示器(EPDs)是已知的非發(fā)射性顯示器，適用于數(shù)字、混編的字母數(shù)字、模擬或圖像信息的顯示。典型的電泳顯示器系統(tǒng)包括裝在兩個(gè)電極之間、分散于介電流體中的顏料微粒懸浮物，其中至少一個(gè)電極是透明的。兩電極之間的電動(dòng)勢(shì)引起帶電微粒向一電極或另一電極遷移。其中的懸浮物包括顏料微粒和具有對(duì)比色的介電液；顏料粒子的運(yùn)動(dòng)引起圖像顯示，通過透明的電極或觀察片可以看到顯示圖像。
與液晶顯示器相比，電泳顯示器具有極佳的亮度和對(duì)比度、寬闊視角、雙穩(wěn)定性以及低能耗的特點(diǎn)。美國(guó)專利5,961,804號(hào)、4,732,830號(hào)、4,680,103號(hào)、4,298,448號(hào)、4,732,830號(hào)，以及在此引述的專利，披露了開發(fā)和制造電泳顯示器的基本技術(shù)；所述披露的專利結(jié)合在此一并作為參考。
相對(duì)于其它類型的平板顯示器，電泳顯示器的優(yōu)點(diǎn)是能耗很低。這個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)使得電泳顯示器特別適合于便攜式和以電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，如手提式電腦、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字處理器、便攜式電子醫(yī)療與診斷設(shè)備、全球定位系統(tǒng)設(shè)備等等。
為避免不希望的微粒遷移(例如沉淀)，有人建議在二個(gè)電極之間劃分區(qū)間，以便將空間細(xì)分為更小的單元。例如M.A Hopper和V.Novotny，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)報(bào)-《電子裝置》(IEEETrans.Electron Device)，卷ED 26，No.8，pp.1148-1152(1979)。然而，在這些單元中進(jìn)行電泳流體的填充和密封，產(chǎn)量低而成本高。
現(xiàn)有技術(shù)試圖在微膠囊里封裝懸浮物。美國(guó)專利5,961,804號(hào)和5,930,026號(hào)描述了微膠囊化的電泳顯示器。這些顯示器具有基本二維的微膠囊排列，其中各微膠囊含有懸浮在一介電流體(在視覺上與微粒形成反差)的帶電荷顏料微粒的電泳組分。
屬于同一個(gè)發(fā)明實(shí)體的美國(guó)專利申請(qǐng)09/518,488和09/784,972(第`488和`972號(hào)申請(qǐng))描述了包含有明確定義的形狀、尺寸和縱橫比的電泳盒，用分散于存在視覺反差的介電溶劑中的帶電顏料顆粒填充的電泳顯示器。制作有明確定義的形狀、尺寸和縱橫比的電泳盒或微型杯的方法，在第`488和`972號(hào)申請(qǐng)中也有說明，結(jié)合于此一并作為參考。
第`488和`972號(hào)申請(qǐng)披露了制作改進(jìn)的彩色電泳顯示器的方法，包括用一層正性作用光致抗蝕劑層壓預(yù)成型的空微型杯；采用正性光致抗蝕劑的圖形曝光，以便有選擇地打開一定數(shù)量的微型杯；對(duì)光致抗蝕劑顯影；用著色的電泳流體填充選擇打開的微型杯；密封填充過的微型杯。可以重復(fù)進(jìn)行打開和顯影光致抗蝕劑、填充和密封微型杯的步驟，以便制作出填充不同顏色電泳流體的密封微型杯。
上面引述的第`972號(hào)申請(qǐng)，一方面涉及一種新穎的輥對(duì)輥方法和設(shè)備，允許用同步光刻法連續(xù)進(jìn)行顯示器制作。對(duì)于制作液晶顯示器(LCD)和其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)和組件，該同步輥對(duì)輥方法和設(shè)備也很有效。
第`972號(hào)申請(qǐng)也對(duì)多個(gè)微型杯的制作進(jìn)行了說明，微型杯在一圖案化導(dǎo)電膜(例如可尋址的氧化銦錫(ITO)區(qū)帶)的基底襯板上，作為結(jié)構(gòu)化的二維陣列組件的部分彼此整體形成。用懸浮或分散在介電溶劑中的帶電微粒填充陣列組件的各微型杯，密封形成電泳盒。
在其上形成微型杯的基質(zhì)襯板，其組成包括一種顯示尋址陣列，此陣列由預(yù)成型的導(dǎo)電膜，如ITO導(dǎo)電區(qū)帶構(gòu)成。該導(dǎo)電膜(ITO區(qū)帶)和基質(zhì)襯板涂布有一層輻射固化涂層。輻射下對(duì)該導(dǎo)電膜和輻射固化涂層進(jìn)行圖形曝光，以形成微型杯壁的結(jié)構(gòu)。曝光之后，用顯影劑除掉未曝光部分，留下與導(dǎo)電膜/基質(zhì)襯板接合的固化微型杯壁。可以通過使紫外光或其它形式的輻射，透過光掩模進(jìn)行圖形曝光，使涂布在導(dǎo)電膜上的輻射固化材料產(chǎn)生曝光圖象或預(yù)定圖案。雖然在大多數(shù)情況下不需要，但是光掩?？梢韵鄬?duì)于導(dǎo)電膜(即ITO區(qū)帶)定位或?qū)φ沟猛该鞯墓庋谀２糠謱?duì)正ITO區(qū)帶之間的空隙，不透明光掩模部分與ITO材料對(duì)正。第`488號(hào)與`972申請(qǐng)也描述了一種制備微型杯陣列的方法，采用預(yù)制圖形的陽(yáng)模在涂布于導(dǎo)電膜的一層熱塑性或熱固性前體物層上進(jìn)行模壓，然后脫模?？梢杂幂椛鋊冷卻、溶劑蒸發(fā)或其他方法硬化該前體物層?？梢杂们笆龅娜我环椒ㄖ苽淠腿軇?、熱機(jī)械性能穩(wěn)定、具有寬范圍的尺寸、形狀、圖形、和開口比率的微型杯。
另外，上述第`488和`972申請(qǐng)中，描述了一種用微型杯組件制作單色電泳顯示器的方法，此方法是用單一顏料懸浮組分填充微型杯，密封微型杯，最后用預(yù)涂膠的第二導(dǎo)電膜層疊在密封的微型杯陣列上。
在第`488和`972號(hào)申請(qǐng)中，也涉及通過依次有選擇地打開和填充預(yù)定的微型杯組方法，用微型杯組件制作彩色電泳顯示器。此方法包括用正性作用光致抗蝕層疊或涂布在預(yù)成型的微型杯上，通過圖形曝光選擇性地打開一定數(shù)量的微型杯，然后顯影抗蝕劑，用著色的電泳流體填充打開的微型杯，用一種密封方法密封填充的微型杯?？梢灾貜?fù)這些步驟，以制作不同顏色的電泳流體填充的密封微型杯，用于制備彩色電泳顯示器。
第`972號(hào)申請(qǐng)也描述了同步輥對(duì)輥光蝕刻曝光的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可用于很多有用的方法中，包括制作微型杯陣列的方法和選擇性填充微型杯陣列以形成彩色顯示組件的方法。該圖形輥對(duì)輥光蝕刻曝光，是通過與一個(gè)移動(dòng)的基板同步或半同步地移動(dòng)光掩模，使工作部件(如微型杯陣列或彩色顯示器件)可以以一種連續(xù)或半連續(xù)、無縫的方式進(jìn)行圖形曝光來完成。這種同步的輥對(duì)輥曝光光蝕刻方法也適用彩色顯示器的制作。
該同步輥對(duì)輥方法也適合制作可以在一種基質(zhì)襯板基材(例如，圖案化的ITO膜，柔性電路板等)上形成的，用于電子裝置結(jié)構(gòu)的大范圍或非連續(xù)圖案。
然而，在高對(duì)比度的彩色顯示器的制作中，需要用到結(jié)構(gòu)寬而深的微型杯，而這導(dǎo)致微型杯之間的部分相對(duì)較薄，在完成的顯示器中經(jīng)?？煽吹饺毕?。
這些缺陷可部分地歸因于在各個(gè)獨(dú)立的制作步驟中出現(xiàn)的缺陷，包括正性光致抗蝕劑不良的機(jī)械和溶解特性、顯影劑對(duì)抗蝕劑的鉆溶、光致抗蝕劑與微型杯壁或間隔部分的粘接力不足。這些制造缺陷以不確定微型杯結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn)，對(duì)顯示圖象的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。這樣，就需要一種新穎、無加工缺陷的方法，用于制作彩色電泳顯示器的圖形打開和選擇使用著色電泳流體填充微型杯。
發(fā)明簡(jiǎn)述在本發(fā)明最廣泛的應(yīng)用中，制作多色顯示器的創(chuàng)新方法包括去除臨時(shí)填充材料，依次填充微型杯陣列；這些填充材料能夠用正性作用光致抗蝕劑去除或洗掉，在填充過的微型杯上涂布正性作用光致抗蝕劑，圖形曝光并顯影抗蝕劑，在抗蝕劑顯影的過程中或之后除去填充材料，用著色顯示流體填充空杯，最后，用屬于同一發(fā)明實(shí)體的未決第`488和`972號(hào)申請(qǐng)所披露的密封方法，密封經(jīng)填充的微型杯。重復(fù)操作，用不同顏色的顯示流體制作多色顯示器。
添加或去除臨時(shí)填充材料的步驟，是為了保持涂布在非成像區(qū)的微型杯上的光致抗蝕劑涂層的結(jié)構(gòu)完整性，特別是對(duì)涂布在具有大而深的開口，例如直徑50至200微米，深度在3至100微米，優(yōu)選深度大約5至50微米的微型杯上的抗蝕劑。這些步驟省去了在光致抗蝕劑和微型杯陣列之間涂布膠層的需要。本發(fā)明的制作方法，提供了制作高精度多色顯示器更廣泛的方法和材料范圍。
可以應(yīng)用本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的各種彩色顯示介質(zhì)或不同顏色的懸浮物、組分、液晶，或任何其它產(chǎn)生多色顯示的適用的顯示流體。
采用本發(fā)明披露的簡(jiǎn)單而高效的制作方法，能提供高質(zhì)量、高分辨率的多色顯示器，而且可明顯降低加工成本、減少缺陷、提高生產(chǎn)率，且無相鄰彩色流體間干擾。這些多步驟方法，也可以在現(xiàn)有技術(shù)的輥對(duì)輥操作或處理中高效率地進(jìn)行，而且它們可以在分批操作中進(jìn)行，或通過連續(xù)或半連續(xù)的操作進(jìn)行。
附圖簡(jiǎn)要描述

圖1A-1H舉例說明了本發(fā)明在圖形打開、填充多色顯示器組分和制作顯示器的方法上具有的各種特點(diǎn)。
圖1A圖示說明了使用在導(dǎo)電膜(2)和基板(3)上的各種熱塑性或熱固性前體物(1)制成的微型杯。
圖1B圖示說明了可去除填充材料(4)填充的微型杯陣列上，涂布有一層正性光致抗蝕劑層(5)。
圖1C圖示說明了第一次用輻射對(duì)正性光致抗蝕劑進(jìn)行圖形曝光，選擇性顯影和除去涂層，除去填充材料，獲得制成顯影和清洗過的微型杯。
圖1D圖示說明第一次用第一色顯示流體(6)填充并密封打開了的微型杯的結(jié)果。
圖1E圖示說明第二次用輻射對(duì)正性光致抗蝕劑進(jìn)行圖形曝光，然后選擇性地顯影和除去涂層，除去填充材料，獲得制成的顯影和清洗過的微型杯。
圖1F圖示說明第三次用第二色顯示流體(7)填充并密封打開了的微型杯的結(jié)果。
圖1G圖示說明第三次用輻射對(duì)正性光致抗劑進(jìn)行圖形曝光，然后選擇性地顯影和除去涂層，除去填充材料，獲得制成的顯影和清洗過的微型杯。
圖1H圖示說明第三次用第三色顯示流體(8)填充并密封打開了的微型杯的結(jié)果。
本發(fā)明詳述本發(fā)明的第一方面，在一導(dǎo)電基板(諸如ITO/PET膜)上形成微型杯，用可去除的臨時(shí)填充材料填充。用于本發(fā)明的微型杯可以是圓形、對(duì)稱和不對(duì)稱的多邊形，其開口面積從約4平方微米至約5×105平方微米，優(yōu)選約103平方微米至約5×104平方微米。深度可以從約5微米到約100微米，優(yōu)選為約10微米到50微米，并且較好的深度與寬度比為0.01到5，優(yōu)選為0.1至2.5。
微型杯可以用多種不同的幾何或非幾何圖形方式排列，如圓形、多邊形如正方形、長(zhǎng)方形、菱形、三角形、或它們的組合，例如，它們可以2或3維、對(duì)稱或不對(duì)稱分布，如多排、多列、或各種組合，使所希望的顯示器視覺圖像最優(yōu)化。
也可以用屬于同一發(fā)明實(shí)體的、未決的第`488號(hào)和第`972號(hào)申請(qǐng)所描述的各種熱塑性或熱固性前體物組分制備微型杯。該前體物可以包括多官能團(tuán)或多價(jià)的丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、多價(jià)的乙烯基化合物(包括二乙烯基苯，二乙烯基硅烷，多價(jià)的乙烯基醚)、多價(jià)的環(huán)氧化物、多價(jià)的丙烯基化合物、以及含以上可交聯(lián)的官能團(tuán)的低聚物或聚合物和類似物。熱塑性或熱固性前體物組分優(yōu)選包含多官能團(tuán)的丙烯酸酯及其低聚物。通常加入一種賦予撓性的可交聯(lián)的低聚物，如氨基甲酸乙酯丙烯酸酯、聚丁二烯(及其共聚物)、二丙烯酸酯、或丙烯酸酯聚酯，以改善模壓微型杯的抗彎曲性。微型杯的組分可以含低聚物、單體、添加劑、以及非必選地的聚合物?？梢詰?yīng)用多于一種的交聯(lián)機(jī)理。例如可以混合應(yīng)用輻射聚合、陽(yáng)離子聚合、或開環(huán)聚合機(jī)理。
屬于同一發(fā)明實(shí)體的美國(guó)專利申請(qǐng)第`488號(hào)，描述了包括有明確定義的形狀、尺寸、圖形、和縱橫比的微型杯盒的電泳顯示器，該盒用分散在有視覺反差的介電溶劑中的帶電顏料微粒填充。另外，在同一專利申請(qǐng)中也描述了它們的制作方法，結(jié)合于此，一并作為參考文獻(xiàn)。
在本發(fā)明中，首先用可去除的臨時(shí)填充材料填充微型杯陣列，然后涂布一層正性光致抗蝕劑。適用于本申請(qǐng)的填充材料，包括那些不與微型杯或未曝光的光致抗蝕劑反應(yīng)、或不會(huì)對(duì)其整體性產(chǎn)生不利影響，且能在光致抗蝕劑顯影期間或之后很容易地去除的材料。
適用于本發(fā)明的填充材料可包括這樣的物質(zhì)，其能夠用清洗液例如酸或堿性溶液(例如用于正性光致抗蝕劑的顯影劑)、水性溶劑、非水性溶劑或混合溶劑，很容易地從微型杯中去除或沖洗掉，這類清洗液不會(huì)與微型杯或正性光致抗蝕劑發(fā)生反應(yīng)、或?qū)ζ洚a(chǎn)生不利影響。用作填充材料的合適的物質(zhì)包括無機(jī)物、有機(jī)物、有機(jī)金屬化物、聚合物、或它們的微粒。填充材料應(yīng)能溶解或分散在清洗液中。
填充材料的非限定性的實(shí)例也可包括水分散或水溶性的聚合物，如AQ支鏈聚酯(Eastman化學(xué)公司)、Carboset聚合物(BFGoodrich)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚(4-乙烯基苯酚)、酚醛樹脂，及它們的共聚物。較好的填充材料為不成膜微粒，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳膠、聚苯乙烯、聚乙烯、及其羧基化共聚物和相應(yīng)的鹽、石蠟乳狀液、二氧化硅膠體、氧化鈦、和碳酸鈣分散物，以及它們的混合物。優(yōu)選的填充材料包括含離子鍵的乙烯共聚物，如Acqua220、Acqua240、Acqua250(新澤西州，Honeywell)的水性分散物。Acqua220和250能用一般的堿性清洗劑除去，這些堿性清洗劑包括用于典型的酚醛樹脂正性光致抗蝕劑的顯影劑。Acqua240能用熱水或冷水洗掉?？梢允褂靡恍┨砑觿└纳铺畛洳牧系模貏e是微粒填充材料的分散性或溶解性，這些添加劑包括表面活性劑、分散劑、氫氧化鉀、三乙醇胺、芳香或脂肪堿、芳香或脂肪酸、預(yù)曝光的正性酚醛樹脂光致抗蝕劑、和水溶性的聚合物如聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺，及其共聚物。
已發(fā)現(xiàn)作為填充材料的正性光致抗蝕劑，在應(yīng)用于有選擇性的打開、填充和密封相應(yīng)的淺微型杯中尤其有效。如果微型杯全部用未曝光的正性光致抗蝕劑填充，則較好的微型杯的深度小于10微米，優(yōu)選為小于5微米。對(duì)于更深的微型杯，正性光致抗蝕劑可以涂到微型杯里面，進(jìn)行曝光，然后在其上涂布一層正性光致抗蝕劑。
本發(fā)明的第二方面，使用Myrad棒、凹印板、刮刀片、開槽涂布、開縫涂布、或類似的裝置，將一正性光致抗蝕劑涂布在含填充材料的微型杯上。許多種可以買到的正性光致抗蝕劑都適合本發(fā)明。例如，酚醛樹脂類的光致抗蝕劑，如S-1818、SJR-1075、SJR-3000、SJR-5440、SJR-5740、APEX-E DUV(Shipley公司)、AZ-9260、AZ-4620、AZ-4562(AZ電子材料，Clariant股份有限公司)、和THB-Positive(JSR Microelectronics)。如果正性作用抗蝕劑本身也是填充材料，優(yōu)選用作厚涂層的抗蝕劑如SJR-5440、SJR-5740、以及那些含有t-BOC組分的抗蝕劑。
涂布微型杯時(shí)，通常采用過量的光致抗蝕劑，以保證微型杯全部覆蓋抗蝕劑。較好的情形，是在被填充的微型杯上涂覆光致抗蝕劑，以便控制微型杯上表面涂布的抗蝕劑層厚度在大約0.1至5微米的范圍，優(yōu)選為0.5至3微米?？梢杂靡阎姆椒ê脱b置，如Myrad棒、凹印板、刮刀片、開槽涂布或開縫涂布、或相關(guān)的裝置完成抗蝕劑的精確涂布?？梢杂迷S多本領(lǐng)域現(xiàn)有的方法除去微型杯上過量的抗蝕劑，包括用掃桿刮刀或類似的裝置刮除。然后根據(jù)光致抗蝕劑供應(yīng)商的建議，采用標(biāo)準(zhǔn)程序在烘箱中烘干光致抗蝕劑。接下來可以用紫外線光源完成光致抗蝕劑的圖形曝光，紫外線光源可以是裝有光強(qiáng)度為6毫瓦/平方厘米，波長(zhǎng)為365納米的金屬鹵化物燈的Loctite Zeta 7410曝光裝置，或裝有500瓦、型號(hào)68810汞ARC燈，光強(qiáng)度為5毫瓦/平方厘米，波長(zhǎng)為365納米的ORIEL 87000系列紫外光系統(tǒng)。曝光在一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)完成，顯影劑顯影后的光致抗蝕劑表現(xiàn)出良好對(duì)比度的圖像分辨。
本發(fā)明的第三個(gè)方面，采用了同步曝光機(jī)理。實(shí)際上，一種環(huán)狀光掩模相對(duì)一基質(zhì)襯板是同步“轉(zhuǎn)”動(dòng)的，以便在曝光過程中使該光掩模和基質(zhì)襯板之間保持對(duì)正并定位。在一連續(xù)的同步運(yùn)動(dòng)和曝光方法中，為了保持這種恒定的對(duì)正和定位，該基質(zhì)襯板和光掩模在曝光過程中同速同向移動(dòng)。對(duì)被選中的離散微型杯上的光致抗蝕劑的圖形曝光，可以在基質(zhì)襯板上精確而連續(xù)地完成。
本發(fā)明的第四個(gè)方面，在選中的微型杯上用顯影劑如顯影劑-351和453(馬薩諸塞州，Marlborough，Shipley公司)顯影并去除已曝光的正性光致抗蝕劑。然后可以把打開的微型杯用蒸餾水或稀釋的顯影劑溶液徹底沖洗去除填充材料?？梢约尤氡砻婊钚詣鏣riton X-100(Union Carbide公司)、氣溶膠OT、十二烷基苯磺酸鈉，以提高在曝光區(qū)去除該填充材料的效率。然后用氣流、加熱、或真空等把已顯影和清洗過的微型杯干燥。
本發(fā)明的第五個(gè)方面，用與在微型杯上涂布光致抗蝕劑和填充材料一樣的標(biāo)準(zhǔn)涂布方法，在打開的微型杯中填充第一色顯示流體，優(yōu)選含有熱塑性或熱固性前體物(如下所示)的流體。各種顏色的顯示流體和懸浮物是本領(lǐng)域技術(shù)已知的，包括含有各種顏色的二色性染料的液晶，以及在未決的第`488號(hào)和第`972號(hào)專利申請(qǐng)所描述過的不同顏色的電泳流體。
本發(fā)明的第六個(gè)方面，密封被填充的微型杯。微型杯的密封可以用未決的第`488號(hào)和第`972號(hào)專利申請(qǐng)所描述的各種方法完成。在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以通過在電泳顯示流體中分散熱塑性或熱固性前體物來完成密封。顯示流體的組分以及熱塑性或熱固性前體物的選擇，應(yīng)使顯示流體與前體物不相溶，前體物的比重低于顯示流體的比重。用前體物/顯示流體的混合物填充微型杯后，前體物相從彩色顯示流體相中分離出來，形成一漂浮層，然后該層通過溶劑蒸發(fā)、界面反應(yīng)、濕氣、加熱或輻射的方法硬化或固化。雖然上述的兩種或多種方法的結(jié)合，可以用來提高密封步驟的生產(chǎn)能力，但優(yōu)選用輻射，如紫外線輻射的方法硬化微型杯。
另外，微型杯的密封也可以通過將熱塑性或熱固性前體物的溶液涂布在電泳顯示流體上完成。通過溶劑蒸發(fā)、界面反應(yīng)、濕氣、加熱、輻射或不同固化機(jī)理的組合來硬化前體物，完成密封。優(yōu)選涂布溶液比重低于顯示流體，并且與后者的相溶性有限，以減少涂布過程中的界面混合程度。通過調(diào)整涂布溶液的表面張力和粘度，在密封層和微型杯陣列之間可以獲得良好的涂布均勻性和滿意的粘附力。
可以重復(fù)上述全部制作步驟，用所選的其它著色顯示流體按期望的組合方式填充所選的微型杯。然后用粘合劑將導(dǎo)電膜(例如以PET上的ITO)層壓在已填充并經(jīng)密封的多色微型杯陣列上。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示器，可以用輥對(duì)輥連續(xù)或半連續(xù)方法，制成薄的、高柔韌性、經(jīng)久耐用、并且具有優(yōu)良的色彩尋址性能的顯示器，適用于許多不同用途。
根據(jù)本發(fā)明制作的電泳顯示器對(duì)制作環(huán)境，如濕度和溫度等不敏感。所得顯示器薄而柔韌、經(jīng)久耐用、容易操作、形式多樣。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明制作的電泳顯示器包括具有令人滿意的縱橫比和有明確定義的形狀和尺寸的微型杯，所以雙穩(wěn)定的反射式顯示器具有優(yōu)異的顏色重復(fù)定位精度、高對(duì)比度和快的切換速率。定義“縱橫比”指深度(或高度)與寬度、深度與長(zhǎng)度，或深度與微型杯的直徑的比值。
術(shù)語“明確定義的”在這里用來描述微型杯或盒，并且指明該微型杯或盒具有根據(jù)本方法的特定參數(shù)預(yù)定的明確的形狀、尺寸、和縱橫比。
表1.含有曝光的光敏溶解抑制劑的填充材料(重量份數(shù))
PAC＝4-t-丁基苯酚215-酯；PVPL＝聚(4-乙烯基苯酚)實(shí)施例14 曝光的酚醛樹脂光致抗蝕劑作為填充材料除了用光致抗蝕劑SJR-5740取代填充材料外，按實(shí)施例8-13進(jìn)行同樣的處理過程。曝光-顯影循環(huán)重復(fù)一次。在第二次循環(huán)之后，在未曝光區(qū)域的隔離壁上沒有看到抗蝕劑的整體性被破壞。實(shí)施例15 二氧化鈦分散物用均化器把6.42克Ti Pure R706(杜邦)分散在一種溶液中，該溶液含有1.94克Fluorolink D(Ausimont)、0.22克Fluorolink 7004(Ausimont)、0.37克氟化酞菁銅染料(3M)、和52.54克全氟溶劑HT-200(Ausimont)。實(shí)施例16 二氧化鈦分散物除了用聚合物包裹的二氧化鈦微粒PC-9003(新澤西州，Highstown Elimentis公司)和Krytox(杜邦)分別代替Ti Pure R706和Fluorolink外，其余都按實(shí)施例15進(jìn)行同樣的步驟。實(shí)施例17 微型杯的密封使用實(shí)施例2中制備的35微米深的微型杯陣列。把85份實(shí)施例15中制備的二氧化鈦分散物，用15份全氟溶劑FC-77(3M)稀釋，用0.1密耳(mil)開口的通用刮刀涂布器(Universal bladeApplicator)涂布在微型杯上。得到稍微未填滿的微型杯陣列。然后把7.5％聚異戊二烯的庚烷溶液，用6密耳開口的通用刮刀涂布器涂布在部分填充的微型杯上。涂布過的微型杯在室溫下干燥。在顯微鏡下可觀察到約6微米厚的無縫密封層。在密封過的微型杯中看不到氣泡。實(shí)施例18 微型杯的密封除了使用實(shí)施例16中制備的二氧化鈦分散物外，按實(shí)施例17進(jìn)行同樣的程序。在顯微鏡下可觀察到約6微米厚的無縫密封層。在密封過的微型杯中看不到氣泡。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其特定的具體實(shí)施例而加以描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以容易地對(duì)上述實(shí)施方案進(jìn)行多種修改和改進(jìn)。因此，對(duì)實(shí)施例的說明不能用來限定本發(fā)明范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求所限定。
組件符號(hào)說明1 前體物2 導(dǎo)電膜3 基板4 填充材料5 正性光致抗蝕劑層6 第一色顯示流體7 第二色顯示流體8 第三色顯示流體
權(quán)利要求
1.一種用于制作具有尺寸和形狀基本相同并具有明確定義的微型杯的多色電泳顯示器的方法，其中所述的方法包括以下步驟a)用一種填充材料填充所述微型杯；b)在填充過的所述微型杯上涂布一層光致抗蝕劑；c)圖形曝光并顯影所述曝光過的抗蝕劑；d)在顯影過程中或之后除去所述的填充材料；e)用第一色顯示流體填充所述經(jīng)顯影的微型杯；f)密封所述顯示流體填充的微型杯；以及g)用一種或多種不同顏色的顯示流體，依次重復(fù)以上a)到f)的處理步驟，以獲得所述多色顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充材料包括在后續(xù)步驟中能用清洗液從所述微型杯中容易去除的物質(zhì)，所用所述清洗液對(duì)未曝光的光致抗蝕劑是弱溶劑或非溶劑，但對(duì)所述填充材料是一種良好溶劑或分散介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述清洗液是一種水性溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充材料選自有機(jī)物、無機(jī)物、和聚合物微粒、在水中可溶解或分散的聚合物、及它們的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述填充材料選自AQ支鏈型聚酯、Carboset聚酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(4-乙烯基苯酚)、預(yù)先曝光的正性光致抗蝕劑、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、及它們的共聚物、ACqua220、ACqua240、和ACqua250分散物、不形成膜的乳膠包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯乳膠、二氧化硅膠體、及其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述填充材料包含選自表面活性劑、分散劑、和光敏溶解抑制化合物的添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述光敏溶解抑制化合物是二疊氮化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充材料是預(yù)曝光的正性作用酚醛樹脂光致抗蝕劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光致抗蝕劑的涂層包括一厚度為0.5至15微米的涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述光致抗蝕劑涂層包括一厚度為1至3微米的涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述光致抗蝕劑選自酚醛樹脂類光致抗蝕劑S-1818、SJR-1075、SJR-3000、SJR-5440、SJR-5740、AZ-9260、AZ-4620、AZ-4562、THB-Positive、及其混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光致抗蝕劑是一種聚乙烯基苯酚類的光致抗蝕劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光致抗蝕劑是一種聚乙烯基苯酚類的光致抗蝕劑的t-BOC衍生物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述曝光步驟是用紫外光輻射、可見光、或其它輻射源來完成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述曝光步驟之前對(duì)所述光致抗蝕劑溫和烘烤的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯影步驟包括用顯影液接觸所述曝光的微型杯。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述顯影液是選自堿性溶液、顯影劑-351、和顯影劑-453的堿性顯影劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述顯影液包含諸如表面活性劑或分散劑的添加劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述方法的顯影步驟，進(jìn)一步包括用一種溶劑或溶劑混合物清洗顯影過的微型杯。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述方法的顯影步驟，其中所述溶劑是蒸餾水或去離子水。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯示流體是由著色介電溶劑中的微粒分散物構(gòu)成的電泳流體。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微粒是白色微粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯示流體是液晶。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述液晶包含一種二色性染料。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯示流體的顏色為任意次序的紅色、藍(lán)色、和綠色。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充后的微型杯的密封步驟進(jìn)一步包括涂布一層熱塑性或熱固性前體物，并硬化所述涂布層。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述經(jīng)填充微型杯的密封是通過用一熱塑性或熱固性前體物組分涂覆所述顯示流體完成的，所述前體物組分與所述的顯示流體部分不相容，所述前體物組分具有低于所述顯示流體的比重。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述熱塑性或熱固性涂層的硬化是通過溶劑或增塑劑的蒸發(fā)、冷卻、界面反應(yīng)、濕氣、熱、輻射，或上述方法的組合形式完成的。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微型杯的縱橫比范圍大約為0.01至5。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微型杯的縱橫比范圍大約為0.1至2.5。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括涂布一層或多層熱塑性或熱固性前體物，通過固化或硬化來密封經(jīng)填充的多色顯示器的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法是通過輥對(duì)輥的工藝技術(shù)完成的，以連續(xù)或半連續(xù)的操作來輸送。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制造的多色電泳顯示器，其中所述顯示器表面上的光學(xué)有效視率大于40％。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的多色電泳顯示器，其中所述微型杯的開口面積在大約為102至5×105平方微米的范圍。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的多色電泳顯示器，其中所述微型杯的開口面積在大約為103至5×104平方微米的范圍。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的多色電泳顯示器，其中所述微型杯的開口為圓形、多邊形、六角形、長(zhǎng)方形、正方形、或幾種形狀的組合。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的多色電泳顯示器，其中所述微型杯的深度在大約3至100微米的范圍。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的多色電泳顯示器，其中所述微型杯的深度在大約10至50微米的范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及電泳顯示器，特別涉及圖形打開、填充、以及密封多色顯示組分和多色顯示器的制造。
文檔編號(hào)G02F1/01GK1391133SQ0114157
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2001年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者陳仙海, 臧宏玫, 吳讓二, 梁榮昌 申請(qǐng)人:希畢克斯幻像有限公司