图形打开和填充彩色显示成分以及制作彩色显示器的方法技术

本发明专利技术涉及电泳显示器，特别涉及图形打开、填充、以及密封多色显示组分和多色显示器的制造。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电泳显示器，尤其涉及图形打开和填充多色显示器成分以及多色显示器的制作。与本专利技术相关的
技术介绍
电泳显示器(EPDs)是已知的非发射性显示器，适用于数字、混编的字母数字、模拟或图像信息的显示。典型的电泳显示器系统包括装在两个电极之间、分散于介电流体中的颜料微粒悬浮物，其中至少一个电极是透明的。两电极之间的电动势引起带电微粒向一电极或另一电极迁移。其中的悬浮物包括颜料微粒和具有对比色的介电液；颜料粒子的运动引起图像显示，通过透明的电极或观察片可以看到显示图像。与液晶显示器相比，电泳显示器具有极佳的亮度和对比度、宽阔视角、双稳定性以及低能耗的特点。美国专利5,961,804号、4,732,830号、4,680,103号、4,298,448号、4,732,830号，以及在此引述的专利，披露了开发和制造电泳显示器的基本技术；所述披露的专利结合在此一并作为参考。相对于其它类型的平板显示器，电泳显示器的优点是能耗很低。这个突出的优点使得电泳显示器特别适合于便携式和以电池驱动的设备，如手提式电脑、移动电话、个人数字处理器、便携式电子医疗与诊断设备、全球定位系统设备等等。为避免不希望的微粒迁移(例如沉淀)，有人建议在二个电极之间划分区间，以便将空间细分为更小的单元。例如M.A Hopper和V.Novotny，电气和电子工程师协会会报-《电子装置》(IEEETrans.Electron Device)，卷ED 26，No.8，pp.1148-1152(1979)。然而，在这些单元中进行电泳流体的填充和密封，产量低而成本高。现有技术试图在微胶囊里封装悬浮物。美国专利5,961,804号和5,930,026号描述了微胶囊化的电泳显示器。这些显示器具有基本二维的微胶囊排列，其中各微胶囊含有悬浮在一介电流体(在视觉上与微粒形成反差)的带电荷颜料微粒的电泳组分。属于同一个专利技术实体的美国专利申请09/518,488和09/784,972(第`488和`972号申请)描述了包含有明确定义的形状、尺寸和纵横比的电泳盒，用分散于存在视觉反差的介电溶剂中的带电颜料颗粒填充的电泳显示器。制作有明确定义的形状、尺寸和纵横比的电泳盒或微型杯的方法，在第`488和`972号申请中也有说明，结合于此一并作为参考。第`488和`972号申请披露了制作改进的彩色电泳显示器的方法，包括用一层正性作用光致抗蚀剂层压预成型的空微型杯；采用正性光致抗蚀剂的图形曝光，以便有选择地打开一定数量的微型杯；对光致抗蚀剂显影；用着色的电泳流体填充选择打开的微型杯；密封填充过的微型杯。可以重复进行打开和显影光致抗蚀剂、填充和密封微型杯的步骤，以便制作出填充不同颜色电泳流体的密封微型杯。上面引述的第`972号申请，一方面涉及一种新颖的辊对辊方法和设备，允许用同步光刻法连续进行显示器制作。对于制作液晶显示器(LCD)和其它电子设备的结构和组件，该同步辊对辊方法和设备也很有效。第`972号申请也对多个微型杯的制作进行了说明，微型杯在一图案化导电膜(例如可寻址的氧化铟锡(ITO)区带)的基底衬板上，作为结构化的二维阵列组件的部分彼此整体形成。用悬浮或分散在介电溶剂中的带电微粒填充阵列组件的各微型杯，密封形成电泳盒。在其上形成微型杯的基质衬板，其组成包括一种显示寻址阵列，此阵列由预成型的导电膜，如ITO导电区带构成。该导电膜(ITO区带)和基质衬板涂布有一层辐射固化涂层。辐射下对该导电膜和辐射固化涂层进行图形曝光，以形成微型杯壁的结构。曝光之后，用显影剂除掉未曝光部分，留下与导电膜/基质衬板接合的固化微型杯壁。可以通过使紫外光或其它形式的辐射，透过光掩模进行图形曝光，使涂布在导电膜上的辐射固化材料产生曝光图象或预定图案。虽然在大多数情况下不需要，但是光掩模可以相对于导电膜(即ITO区带)定位或对正，使得透明的光掩模部分对正ITO区带之间的空隙，不透明光掩模部分与ITO材料对正。第`488号与`972申请也描述了一种制备微型杯阵列的方法，采用预制图形的阳模在涂布于导电膜的一层热塑性或热固性前体物层上进行模压，然后脱模。可以用辐射`冷却、溶剂蒸发或其他方法硬化该前体物层。可以用前述的任一方法制备耐溶剂、热机械性能稳定、具有宽范围的尺寸、形状、图形、和开口比率的微型杯。另外，上述第`488和`972申请中，描述了一种用微型杯组件制作单色电泳显示器的方法，此方法是用单一颜料悬浮组分填充微型杯，密封微型杯，最后用预涂胶的第二导电膜层叠在密封的微型杯阵列上。在第`488和`972号申请中，也涉及通过依次有选择地打开和填充预定的微型杯组方法，用微型杯组件制作彩色电泳显示器。此方法包括用正性作用光致抗蚀层叠或涂布在预成型的微型杯上，通过图形曝光选择性地打开一定数量的微型杯，然后显影抗蚀剂，用着色的电泳流体填充打开的微型杯，用一种密封方法密封填充的微型杯。可以重复这些步骤，以制作不同颜色的电泳流体填充的密封微型杯，用于制备彩色电泳显示器。第`972号申请也描述了同步辊对辊光蚀刻曝光的方法和设备，该方法和设备可用于很多有用的方法中，包括制作微型杯阵列的方法和选择性填充微型杯阵列以形成彩色显示组件的方法。该图形辊对辊光蚀刻曝光，是通过与一个移动的基板同步或半同步地移动光掩模，使工作部件(如微型杯阵列或彩色显示器件)可以以一种连续或半连续、无缝的方式进行图形曝光来完成。这种同步的辊对辊曝光光蚀刻方法也适用彩色显示器的制作。该同步辊对辊方法也适合制作可以在一种基质衬板基材(例如，图案化的ITO膜，柔性电路板等)上形成的，用于电子装置结构的大范围或非连续图案。然而，在高对比度的彩色显示器的制作中，需要用到结构宽而深的微型杯，而这导致微型杯之间的部分相对较薄，在完成的显示器中经常可看到缺陷。这些缺陷可部分地归因于在各个独立的制作步骤中出现的缺陷，包括正性光致抗蚀剂不良的机械和溶解特性、显影剂对抗蚀剂的钻溶、光致抗蚀剂与微型杯壁或间隔部分的粘接力不足。这些制造缺陷以不确定微型杯结构的形式出现，对显示图象的质量产生不利影响。这样，就需要一种新颖、无加工缺陷的方法，用于制作彩色电泳显示器的图形打开和选择使用着色电泳流体填充微型杯。专利技术简述在本专利技术最广泛的应用中，制作多色显示器的创新方法包括去除临时填充材料，依次填充微型杯阵列；这些填充材料能够用正性作用光致抗蚀剂去除或洗掉，在填充过的微型杯上涂布正性作用光致抗蚀剂，图形曝光并显影抗蚀剂，在抗蚀剂显影的过程中或之后除去填充材料，用着色显示流体填充空杯，最后，用属于同一专利技术实体的未决第`488和`972号申请所披露的密封方法，密封经填充的微型杯。重复操作，用不同颜色的显示流体制作多色显示器。添加或去除临时填充材料的步骤，是为了保持涂布在非成像区的微型杯上的光致抗蚀剂涂层的结构完整性，特别是对涂布在具有大而深的开口，例如直径50至200微米，深度在3至100微米，优选深度大约5至50微米的微型杯上的抗蚀剂。这些步骤省去了在光致抗蚀剂和微型杯阵列之间涂布胶层的需要。本专利技术的制作方法，提供了制作高精度多色显示器更广泛的方法和材料范围。可以应用本领域现有技术的各种彩色显示介质或不同颜色的悬浮物、组分、液晶，或任何其它产生多色显示的适用的显示流体。采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作具有尺寸和形状基本相同并具有明确定义的微型杯的多色电泳显示器的方法，其中所述的方法包括以下步骤： ａ）用一种填充材料填充所述微型杯； ｂ）在填充过的所述微型杯上涂布一层光致抗蚀剂； ｃ）图形曝光并显影所述曝光过的抗蚀剂； ｄ）在显影过程中或之后除去所述的填充材料； ｅ）用第一色显示流体填充所述经显影的微型杯； ｆ）密封所述显示流体填充的微型杯；以及 ｇ）用一种或多种不同颜色的显示流体，依次重复以上ａ）到ｆ）的处理步骤，以获得所述多色显示器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈仙海，臧宏玫，吴让二，梁荣昌，
申请(专利权)人：希毕克斯幻像有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]