(57)【要約】【課題】  非線形電気光学的及び磁気光学的挙動をそれぞれ示す電気泳動及び磁気泳動表示装置、及び非線形電気光学的挙動を有する電気泳動ディスプレイを作製する方法を提供する。【解決手段】  各々が液晶材料（２０）を含む懸濁媒質（７）内に分散された泳動粒子（６）を有する複数の電気泳動又は磁気泳動セルを含む泳動表示装置。泳動セルは、セル内の液晶材料（２０）のアラインメントにおいて時に回位として公知の欠陥（２１）を誘発するようになっており、これは、泳動粒子に対してそれが欠陥（２１）の影響の領域内にある時に保持力を及ぼすように作用する。ディスプレイの構成は、セル内の欠陥（２１）間で泳動粒子（６）を移動させるのに必要な電界又は磁界における閾値レベルを導入する。従って、ディスプレイの非線形の電気光学的又は磁気光学的挙動は、ディスプレイにおけるセルのマトリックスアドレス指定を容易にする。ディスプレイは、カプセル材に配置された複数の幅広の回転楕円体泳動セルを含むことができ、各セルの主（長）軸は、ディスプレイの平面と実質的に垂直に配置される。
2005535913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶材料と泳動粒子とを有する液晶セルを含む泳動セルであって、
前記泳動粒子は、場の印加時に前記液晶セルの第１の側面の第１の好ましい位置から該液晶セルの第２の側面に移動可能であり、
前記液晶セルは、前記泳動粒子が前記第１の好ましい位置に位置しない時に該第１の好ましい位置に関連する欠陥が存在し、該泳動粒子が実質的に該液晶セル内の該第１の好ましい位置に位置している場合の方が該泳動粒子がそのように位置しない場合よりも該欠陥の液晶欠陥エネルギが低いようになっている、
ことを特徴とする泳動セル。
【請求項２】
前記印加された場は、前記泳動粒子を前記液晶セルの前記第１の好ましい位置から前記第２の側面に移動させるために閾値レベルを超えなければならないことを特徴とする請求項１に記載の泳動セル。
【請求項３】
前記泳動粒子は、場の印加時に前記液晶セルの前記第２の側面の第２の好ましい位置から該液晶セルの前記第１の側面の前記第１の好ましい位置に可逆的に移動可能であり、
前記液晶セルは、前記泳動粒子が前記第２の好ましい位置に位置しない時に該第２の好ましい位置に関連する欠陥が存在し、該泳動粒子が実質的に該液晶セル内の該第２の好ましい位置に位置している場合の方が該泳動粒子がそのように位置しない場合よりも該欠陥の液晶欠陥エネルギが低いようになっている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の泳動セル。
【請求項４】
前記印加された場は、前記泳動粒子を前記液晶セル内の前記第２の好ましい位置から前記第１の好ましい位置に移動させるために閾値レベルを超えなければならないことを特徴とする請求項３に記載の泳動セル。
【請求項５】
前記泳動粒子を前記液晶セル内の前記第１の好ましい位置から前記第２の好ましい位置に移動させることに関連する前記閾値レベルのマグニチュードは、該泳動粒子を該液晶セル内の該第２の好ましい位置から該第１の好ましい位置に移動させるためのものと異なることを特徴とする請求項４に記載の泳動セル。
【請求項６】
前記液晶セルの前記第１の側面に各々が関連する欠陥を有する複数の第１の好ましい位置を有し、
複数の泳動粒子が、前記液晶材料内に分散された、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項７】
前記液晶セルの前記第２の側面に各々が関連する欠陥を有する複数の第２の好ましい位置を有することを特徴とする、請求項３に従属する時の請求項６に記載の泳動セル。
【請求項８】
前記液晶セルの少なくとも１つの内面は、前記欠陥を誘発するようなプロフィールを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の泳動セル。
【請求項９】
前記プロフィールは、アレイに配置された複数の凹部を含むことを特徴とする請求項８に記載の泳動セル。
【請求項１０】
前記凹部は、規則的なアレイで配置されることを特徴とする請求項９に記載の泳動セル。
【請求項１１】
前記アレイは、二次元アレイを含み、前記凹部は、そこに最密構造で配置されることを特徴とする請求項１０に記載の泳動セル。
【請求項１２】
前記凹部は、前記アレイ内に六方最密構造で配置されることを特徴とする請求項１１に記載の泳動セル。
【請求項１３】
前記凹部は、実質的に半楕円体の凹部を含むことを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項１４】
前記凹部は、実質的に半回転楕円体の凹部を含むことを特徴とする請求項１３に記載の泳動セル。
【請求項１５】
前記凹部は、実質的に半球形凹部を含むことを特徴とする請求項１４に記載の泳動セル。
【請求項１６】
前記凹部は、実質的にヘミ球形凹部を含むことを特徴とする請求項１５に記載の泳動セル。
【請求項１７】
前記凹部は、前記アレイ内にピッチｐで配置され、
各凹部は、深さｄを有する、
ことを特徴とする請求項９から請求項１６のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項１８】
前記凹部のピッチｐに対する前記凹部の深さｄの比率は、少なくとも１／４であることを特徴とする請求項１７に記載の泳動セル。
【請求項１９】
前記液晶セルは、液晶液滴を含むことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項２０】
前記泳動セルは、複数の液晶セルを含むことを特徴とする請求項１９に記載の泳動セル。
【請求項２１】
前記液晶液滴は実質的に球形であって、各液滴が液滴直径Ｄに等しい長さＬを有することを特徴とする請求項２０に記載の泳動セル。
【請求項２２】
前記液晶液滴は、実質的に幅広の回転楕円体であって、各液滴が液晶液滴の長軸に沿って測定された長さＬと短軸に沿って測定された直径Ｄとを有し、前記第１及び第２の好ましい位置は、各液晶液滴の長軸に沿って実質的に対向して配置されることを特徴とする請求項２０に記載の泳動セル。
【請求項２３】
前記液晶セル又は各液晶セルは、染料を含むことを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項２４】
前記液晶セル又は各液晶セルは、油溶性染料を含むことを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項２５】
前記染料は、二色染料、アゾ染料、アントラキノン染料、薬剤用染料、化粧品用染料、食品用染料、１−ヒドロオキシ−４［（４−メチルフェニル）アミノ］−９、１０−アントラセンジオン、２−（２−キノリル）−１、３−インダンジオン、１，４−ビス［（４−メチルフェニル）アミノ］−９、１０−アントラセンジオン、１−［［４−（フェニルアゾ）フェニル］アゾ］−２ナフタルエノール、ソルベントブラック３、ソルベントブラック５、ソルベントブラック７、ソルベントブラック１２、ソルベントブラック２８、ソルベントブルー４、ソルベントブルー１４、ソルベントブルー１９、ソルベントブルー２９、ソルベントブルー３５、ソルベントブルー３６、ソルベントブルー３７、ソルベントブルー３８、ソルベントブルー４３、ソルベントブルー５９、ソルベントブルー７８、ソルベントブルー９７、ソルベントブルー１０４、ソルベントブラウン１、ソルベントブラウン５３、ソルベントグリーン１、ソルベントグリーン３、ソルベントグリーン４、ソルベントグリーン５、ソルベントグリーン７、ソルベントグリーン１１、ソルベントグリーン２８、ソルベントオレンジ１、ソルベントオレンジ２、ソルベントオレンジ７、ソルベントオレンジ１５、ソルベントオレンジ２０、ソルベントオレンジ２３、ソルベントオレンジ６０、ソルベントオレンジ６３、ソルベントオレンジ１０５、ソルベントレッド３、ソルベントレッド１９、ソルベントレッド２３、ソルベントレッド２４、ソルベントレッド２６、ソルベントレッド２７、ソルベントレッド４１、ソルベントレッド４３、ソルベントレッド４４、ソルベントレッド４５、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド７２、ソルベントレッド１１１、ソルベントレッド１３５、ソルベントレッド１４０、ソルベントレッド１７９、ソルベントレッド１９５、ソルベントレッド２０７、ソルベントバイオレット８、ソルベントバイオレット１３、ソルベントバイオレット３７、ソルベントバイオレット５９、ソルベントイエロー１、ソルベントイエロー２、ソルベントイエロー３、ソルベントイエロー７、ソルベントイエロー１４、ソルベントイエロー３３、ソルベントイエロー７２、ソルベントイエロー９３、ソルベントイエロー９４、ソルベントイエロー９８、ソルベントイエロー１１４、ソルベントイエロー１４１、ソルベントイエロー１６０、及びソルベントイエロー１６３のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の泳動セル。
【請求項２６】
前記泳動粒子又はその各々は、それに入射する電磁放射線を反射するようになっていることを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項２７】
前記泳動粒子又はその各々は、金属コーティング及び誘電コーティングのうちの少なくとも一方を含む反射コーティングを有することを特徴とする請求項２６に記載の泳動セル。
【請求項２８】
前記泳動粒子又はその各々は、それに入射する電磁放射線を散乱させるように担体内に分散した複数の散乱粒子を有する複合粒子を含むことを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項２９】
前記担体は、ポリマーを含むことを特徴とする請求項２８に記載の泳動セル。
【請求項３０】
前記担体は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むことを特徴とする請求項２９に記載の泳動セル。
【請求項３１】
前記散乱粒子はポリマー球を含み、各ポリマー球が気孔及び粉砕ダイヤモンドのうちの少なくとも一方を組み込むことを特徴とする請求項２８から請求項３０のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項３２】
前記液晶材料は、ネマチック液晶材料であることを特徴とする請求項１から請求項３１のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項３３】
前記印加される場は、電界及び磁界のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１から請求項３２のいずれか１項に記載の泳動セル。
【請求項３４】
実質的に添付図の図３から図８に関連して本明細書で説明するような泳動セル。
【請求項３５】
液晶懸濁媒質内に懸濁した複数の泳動粒子を有し、請求項６から請求項１８のいずれか１項、又は請求項６から請求項１８のいずれか１項に従属する時の請求項２３から請求項３３のいずれか１項に記載の泳動セルの製造方法であって、
（ｉ）泳動セル内で液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを形成するために液晶懸濁媒質と相互作用するようになった第１のレリーフ構造アラインメント層を有する第１の基板を準備する段階と、
（ｉｉ）各々が前記レリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面から延びる内面を有する複数の凹部を、該レリーフ構造アラインメント層内に形成する段階と、
（ｉｉｉ）泳動粒子を前記第１のレリーフ構造表面上に配置する段階と、
（ｉｖ）前記液晶懸濁媒質を前記セル内に組み込む段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
（ｖ）前記泳動セル内で前記液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを形成するために前記液晶懸濁媒質と相互作用するようになった第２のレリーフ構造アラインメント層を有する第２の基板を準備する段階と、
（ｖｉ）各々が前記第２のレリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面から延びる内面を有する複数の凹部を、該第２のレリーフ構造アラインメント層内に形成する段階と、
（ｖｉｉ）前記第１の基板の前記レリーフ構造アラインメント層が前記液晶懸濁媒質と相互作用して泳動ディスプレイ内の前記液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを形成するように、前記第２の基板を該第１の基板に対して遠隔に配置する段階と、
を含むことを特徴とする請求項３５に記載の泳動セルを作製する方法。
【請求項３７】
前記第１のレリーフ構造アラインメント層の前記レリーフ構造表面における各凹部を、前記第２のレリーフ構造アラインメント層の該レリーフ構造表面における対応する凹部と実質的に反対側に配置する段階を含み、前記凹部は、対向する凹部の対を形成することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
泳動粒子を各対向する凹部の対内に配置する段階を含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１及び第２の基板の少なくとも一方は、ポリマー及びプレポリマーの少なくとも一方を含み、前記レリーフ構造表面内に複数の凹部を形成する段階は、エンボス加工処理を含むことを特徴とする請求項３５から請求項３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の基板の少なくとも一方は、フォトポリマーを含み、前記レリーフ構造表面内に複数の凹部を形成する段階は、フォトリソグラフィ処理を含むことを特徴とする請求項３５から請求項３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
画像を表示するための第１の表示面を有するディスプレイであって、液晶セル内の前記第１の好ましい位置又はその各々が実質的に第１の表示面に位置するようにディスプレイ内に配置された、請求項１から請求項３３のいずれか１項に記載の泳動セルを含み、
ディスプレイに亘る場の印加によって作動可能であることを特徴とするディスプレイ。
【請求項４２】
請求項２又は請求項２に従属する時の請求項３から請求項３３のいずれか１項に記載の泳動セルを含む、前記第１の表示面に対して遠隔に配置された第２の表示面を有し、
前記泳動セルは、前記液晶セル内の前記第２の好ましい位置又は各第２の好ましい位置が実質的に前記第２の表示面に位置するようにディスプレイ内に配置され、
前記第１及び第２の好ましい位置は、前記泳動粒子又はその各々が一方の好ましい位置に位置する時に表示面で可視であり、他方の好ましい位置に位置する時は該表示面で不可視であるようなものである、
ことを特徴とする請求項４１に記載のディスプレイ。
【請求項４３】
請求項２０又は請求項２０に従属する時の請求項２１から請求項３３のいずれか１項に記載の泳動セルを含み、
前記液晶液滴が、カプセル材内に配置される、
ことを特徴とする請求項４２に記載のディスプレイ。
【請求項４４】
前記カプセル材は、熱硬化性ポリマー、電磁放射線によって硬化可能なポリマー、及びシリコーンエラストマーのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４３に記載のディスプレイ。
【請求項４５】
前記カプセル材は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８２を含むことを特徴とする請求項４３又は請求項４４に記載のディスプレイ。
【請求項４６】
請求項２２又は請求項２２に従属する時の請求項２３から請求項３３のいずれか１項に記載の泳動セルを含み、
前記液晶液滴は、該液滴の長軸が前記第１の表示面に平行な平面と実質的に直交するように配置される、
ことを特徴とする請求項４３から請求項４５のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項４７】
ディスプレイに亘って電界及び磁界の少なくとも一方を印加するための手段を更に含むことを特徴とする請求項４１から請求項４６のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項４８】
前記場を印加するための手段は、電極を含むことを特徴とする請求項４７に記載のディスプレイ。
【請求項４９】
前記第１の表示面近くの行、及び前記第２の表示面近くの列に配置された複数の電極を含み、各行及び列電極の交差部は、ディスプレイ内のピクセルを形成し、それによってディスプレイ内の該ピクセルのマトリックスアドレス指定を可能にすることを特徴とする、請求項４２から請求項４７のいずれか１項に従属する時の請求項４８に記載のディスプレイ。
【請求項５０】
前記電極又はその各々は、金属、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、及び導電性ポリマーのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４８又は請求項４９に記載のディスプレイ。
【請求項５１】
実質的に添付図面の図３〜図８及び図１４に関連して本明細書で説明したようなディスプレイ。
【請求項５２】
請求項４１から請求項５０のいずれか１項に記載のディスプレイの製造方法であって、
（ｉ）請求項１９又は請求項１９に従属する時の請求項２０から請求項３３のいずれか１項に記載の複数の液晶セルを硬化可能カプセル材内に分散させる段階と、
（ｉｉ）前記液晶セルを好ましいアラインメントに整列させる段階と、
（ｉｉｉ）前記カプセル材を硬化させて前記液晶セルをそこに保持する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
液晶セル及び硬化可能カプセル材の分散体を基板上に適用する段階を更に含むことを特徴とする請求項５２に記載のディスプレイの製造方法。
【請求項５４】
前記液晶セルを好ましいアラインメントに整列させる段階は、前記カプセル材が硬化した後に実行され、該硬化したカプセル材を前記基板と実質的に垂直な方向に広げ、それによってそこに分散した該液晶セルを該基板と実質的に垂直な方向に引き伸ばす段階を含むことを特徴とする請求項５３に記載のディスプレイの製造方法。
【請求項５５】
前記硬化したカプセル材を広げる段階は、該硬化したカプセル材を膨らませるために該硬化したカプセル材内に材料を導入する段階を含むことを特徴とする請求項５４に記載のディスプレイの製造方法。
【請求項５６】
前記硬化したカプセル材及びそこに分散した前記液晶セルが前記基板の平面と平行な平面に圧縮されるように、前記液晶セルを整列させる段階を実行するために、前記カプセル材を硬化させる前に該基板の平面で該基板を可逆的に変形させ、次に、該カプセル材の硬化後に該基板をその非変形状態に戻す中間段階を含むことを特徴とする請求項５３に記載のディスプレイの製造方法。
【請求項５７】
前記基板を可逆的に変形させる段階は、該基板を加熱する段階及び延伸する段階のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５６に記載のディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泳動表示装置、及び、特に非線形電気光学的及び磁気光学的挙動をそれぞれ示す電気泳動及び磁気泳動表示装置に関する。また、本発明は、非線形電気光学的挙動を有する電気泳動ディスプレイを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
泳動ディスプレイは、一般的に、液体懸濁媒質内に分散された泳動細粒を含有する懸濁層を含む。懸濁層内の泳動粒子の空間分布は、装置に磁界又は磁界を印加することによって変えることができる。粒子は、印加された場の影響を受けて装置内で移動する。
従来の電気泳動ディスプレイは、液体懸濁媒質内に分散された電気泳動細粒を含む懸濁層を含む。このような電気泳動ディスプレイは、懸濁層内の電気泳動粒子の空間分布が装置に印加された電位を通じて変えることができるという原理で作動する。電位は、通常、ディスプレイのそれぞれ前面又は後面又はその近くに堆積された電極を使用して懸濁層に印加される。この構成を用いて、電気泳動粒子が印加された電位に応答してディスプレイの前面と後面の間に移動するように働き掛けることができる。ディスプレイ前面又は後面近くの電気泳動粒子の蓄積により、その領域の懸濁層の光学的な反射特性が変えられ、このようにして画像をディスプレイ上に形成することができる。
【０００３】
このような電気泳動ディスプレイの一般的な利点は、ディスプレイ作製において偏光フィルタを使用しなくても高コントラスト画像を生成することができる点である。
このような電気泳動ディスプレイの構造及び作動原理は、米国特許第３，６６８，１０６号で詳細に説明されている。電気泳動ディスプレイパネルは、それぞれに透明電極が形成された２つの対向する透明絶縁基板によって形成されたセルと、着色懸濁媒質内に懸濁された着色電気泳動材料の微粒子から成るこのセル内の電気泳動懸濁部とを含む。直流電圧がセルに印加された時、微粒子は移動し、電気泳動材料の極性に応じて１つの電極上に沈殿する。電気泳動材料の蓄積によって形成された画像は、反射光で観察される。
【０００４】
米国特許第３，６６８，１０６号で説明されているディスプレイは、沈殿した電気泳動材料が印加電界が除去された後でさえも電極上に留まるという点である程度の一時的な安定性を示す。しかし、このようなディスプレイの長期的な永続性は、電気泳動材料が単にファンデルワールス引力及び静電力のために電極に付着しているだけであることから疑わしい。
米国特許第３，６６８，１０６号で説明されている形式の従来の電気泳動ディスプレイに関連する主な制限事項は、ファンデルワールス力によって懸濁部内の電気泳動材料の粒子が互いに付着し合うことによって懸濁部の安定性が損なわれる可能性があるという点である。長期的には、これは、懸濁部からの沈降によるディスプレイ故障に至る可能性がある。
【０００５】
ファンデルワールス付着がないように表示装置が作られた場合、ディスプレイの電気光学特性によってディスプレイ内のセルのマトリックス多重化が妨げられる。マトリックス多重化では、一般的に、複数の電極がディスプレイ内の対向する内面上にそれぞれ行及び列を成して配置され、行及び列の電極は重複し、各セルは、適切な行及び列電極を通じて電位を印加することによってアドレス指定される。
【０００６】
上述の制限事項は、光学的状態の変化が時間と電圧の積に依存する従来の電気泳動セルの特性によって引き起こされるものである。すなわち、セル全体に亘るほとんど任意の小さな電圧によってもセル特性によって最終的に光学的状態が変更される。印加電圧の大きさは、単に光学的状態の変化が発生するのに掛かる時間に影響を与えるだけである。更に、小さな電位の印加の繰返しの影響は、累積的なものであり、十分な累積的電圧−秒が印加されると、ディスプレイ内の所定の画像要素（ピクセル）は、光学的状態が変わることになる。これによって、受動的マトリックス多重化が妨げられる。
【０００７】
受動的マトリックスアドレス指定的に利用する時のディスプレイセルの１つの基本的要件は、非常に非線形な電気光学的挙動である、明確な閾値を示すことである。閾値よりも小さい電圧がセルに繰返し印加された時、セルの光学的状態は変わってはならない。しかし、閾値を超える（例えば、閾値の２倍）電圧が印加された時、セルは、迅速にその光学的状態が変わることが必要である。この条件を満たさなかった場合、ディスプレイには、激しいクロストークが発生する。すなわち、画像を生成することが必要とされない要素がオンになり始め、画像の必要部分である要素がオフになり始める可能性がある。
【０００８】
電気泳動セルの上述の制限事項にも関わらず、セル内に閾値効果を組み込むためのいくつかの方法が既に開発されている。
最初に、ファンデルワールス力は、本質的にセル内に閾値効果を導入することができる。しかし、これまでの説明で、ファンデルワールス力が装置の寿命を損なうことを既に示した。従って、ファンデルワールス力は、電気泳動セル内に閾値効果を組み込むための実際的なソリューションにはならない。
【０００９】
別の例として、非線形の電気特性を示す別の素子を電気泳動セルと直列に接続することによって非線形の電気光学的挙動をもたらすことが可能である。一般的に、このような非線形素子としては、ダイオード、ツェナーダイオード、バリスタを含むことができる。
残念ながら、非線形素子をディスプレイ内で使用すると、ディスプレイ全体の複雑さ及び従ってコストが増大する。また、付加的な構成要素のためにディスプレイの信頼性が下がる可能性がある。
【００１０】
代替的に、マトリックスディスプレイ内の個々のセルを切り換えるために薄膜トランジスタの活性マトリックスを使用することができる。ディスプレイの活性マトリックスによるアドレス指定に使用される薄膜トランジスタの場合、トランジスタの物理的サイズのために、ディスプレイ内のピクセルの配置に制限が課せされ、ディスプレイの解像度が制限される。
従って、本質的に非線形の電気光学的挙動を示す電気泳動ディスプレイが好ましい。
【００１１】
この問題を解決することを目指す発明は、米国特許第４，３０５，８０７号で説明されている。
米国特許第４，３０５，８０７号で説明されているディスプレイは、電気泳動セル内の懸濁媒質として液晶材料を利用するものである。セルは、セル内の液晶分子の向きを印加された電位に応じて変えることができるように構成される。しかし、印加される電位は、液晶分子がその向きを変えるために臨界閾値レベルを超えなければならない。従って、液晶分子を向きし直すために必要とされる明確な閾値電位は、ディスプレイ内のセルのＸ−Ｙマトリックスによる選択を可能にする。
【００１２】
ディスプレイは、電気泳動粒子が遭遇する液晶懸濁媒質の粘性がその異方性特質のためにセル内の液晶分子の向きの関数として変動するという原理で作動する。
従って、懸濁媒質の見掛け粘性は、ディスプレイへの電位印加時に液晶分子の再向きにあわせて空間的に調節することができる。
懸濁媒質の見掛け粘性が高い時、ディスプレイのその領域での電気泳動粒子の動きは、液晶分子の向きによって妨げられる。従って、懸濁媒質内の粒子の移動性は小さくなる。逆に、懸濁媒質の見掛け粘性が低い時、ディスプレイ内のその領域内の電気泳動粒子の動きは、液晶分子の向きには妨げられない。後者の場合は、粒子の移動性は増大し、粒子は、印加された電位の影響を受けて懸濁媒質内を動くことができる。
液晶懸濁媒質の異方性粘性は、ディスプレイ内の電気泳動粒子の動きを制御するための機構となる。
【００１３】
米国特許第４，３０５，８０７号は、電気泳動ディスプレイ内のセルのＸ−Ｙマトリックスの選択を可能にするが、ディスプレイの性能は、使用される構成によって制限される可能性がある。例えば、ディスプレイ内の液晶懸濁媒質の見掛け粘性は、単に、印加された電界に応じてディスプレイ内の電気泳動粒子の移動を妨げるだけであり、つまり、電気泳動粒子の動きを妨げるものではない。従って、ディスプレイは、尚もある程度のクロストークを示す可能性がある。
【００１４】
欧州特許第１，１５４，３１２号では、米国特許第４，３０５，８０７号で使用されるのと類似の構成を有する光スイッチング装置が説明されている。欧州特許第１，１５４，３１２号で説明されている光スイッチング装置は、液晶材料内で分散された不溶性光制御媒質を含む。米国特許第４，３０５，８０７号と同じく、素子への電界が印加されると、液晶材料内の液晶分子の向きが変わり、その結果、素子内での光制御媒質の移動が可能になる。これによって、液晶材料層内の光制御媒質の分布密度の変化が引き起こされる。
米国特許第４，３０５，８０７号とは対照的に、光制御媒質の移動の主な原因は、素子に印加された電界によって誘発される液晶材料の流れである。一般的に、このような流れは、液晶材料の長期的劣化をもたらすものとして公知の液晶へのイオン注入によって引き起こされる。
【００１５】
本発明の目的は、上述のディスプレイの欠点のうちの少なくとも一部を改善し、改良型電気泳動ディスプレイを提供することである。本発明の別の目的は、非線形の電気光学的挙動を示し、素子内のセルのＸ−Ｙマトリックス選択を用いて対処することができる電気泳動ディスプレイを提供することである。本発明の更に別の目的は、非線形の電気光学的挙動を有する電気泳動ディスプレイを作製する方法を提供することである。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第３，６６８，１０６号
【特許文献２】米国特許第４，３０５，８０７号
【特許文献３】欧州特許第１，１５４，３１２号
【特許文献４】米国特許第２，８００，４５７号
【特許文献５】米国特許第３，０４１，２８８号
【非特許文献１】ＰＷＨ  Ｓｕｒｇｙ他著「Ｊｏｅｒｓ／Ａｌｖｅｙ強誘電性多重化手法」、強誘電、１２２巻、６３頁から７９頁、１９９１年
【非特許文献２】Ａ．Ｖ．Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ及びＶ．Ｇ．Ｒｕｍｙａｎｔｓｅｖ著「液晶における染料」、分子結晶及び液晶、１５０Ａ巻
【非特許文献３】Ｇｒｅｅｎ  ＢＫ及びＳｃｈｌｅｉｃｈｅｒ  Ｌ：１９５７年７月
【非特許文献４】Ａｎｔｈｏｎｙ  ＷＨ：１９６２年６月
【非特許文献５】Ｍ．Ｇｕｔｃｈｏ著「カプセル技術及びマイクロカプセル化１９７２」、ノエス・データ・コーポレーション、ニュージャージー州、米国、１９７２年、ＩＳＢＮ０８１５５０４４９７
【発明の開示】
【００１７】
本発明の第１の態様によれば、泳動セルは、液晶材料と泳動粒子とを有する液晶セルを含み、泳動粒子は、場の印加時に液晶セルの第１の側面の第１の好ましい位置から液晶セルの第２の側面に移動可能であり、液晶セルは、泳動粒子が第１の好ましい位置に位置しない時、第１の好ましい位置に関連する欠陥があり、欠陥の液晶欠陥エネルギは、泳動粒子が液晶セル内の実質的に第１の好ましい位置に位置している時の方が、泳動粒子がそのように位置していない時よりも低いようになっている。
【００１８】
好ましい実施形態では、泳動粒子を液晶セルの第１の好ましい位置から第２の側面に移動させるために閾値レベルを超えなければならない。
時に回位と呼ばれる欠陥は、液晶ダイレクタによって説明されるような液晶材料の向きにおける不連続部と考えることができる。欠陥を直接取り囲む領域においては、液晶アラインメントは、液晶ダイレクタがいずれの場所でも平行である最低エネルギ状態からは非常に歪んだものである。従って、欠陥に関連する多量の弾性エネルギがある。本特許の明細書の目的では、この弾性エネルギを欠陥エネルギということにする。
【００１９】
欠陥は、欠陥を取り囲む液晶の歪の形態によって異なる形態を取る可能性がある。一般的に、欠陥は、液晶ダイレクタの向きが、欠陥を封入する経路の回りに回転する量及び方向によって類別される。このようにして、正及び負の符号の欠陥を定義することができ、液晶ダイレクタは、反対に回転したり、回転の度合がそのマグニチュードを支配する。この値は、欠陥強度として公知であり、正又は負になることができる。反対の符号を有する２つの欠陥は、互いに引き合い、中心を移動させることによって弾性エネルギを小さくするものである。この引力は、欠陥の中心部が結合して元の２つの欠陥の強度の合計に等しい強度を有する欠陥を残す時点まで続くことができ、その後、負と正の強度が相殺する。２つの欠陥が強度が等しくて反対である場合、それらの欠陥は、実質的に互いを消滅させ、残留する欠陥は残らない。
【００２０】
液晶材料内の欠陥は、その中に分散された泳動粒子を引き付け、各欠陥は、影響のある関連領域を液晶材料内に発生させるように構成される。泳動粒子は、影響を与える特定の領域内にあると影響を与えるその領域に関連する欠陥に向けて引き付けられる。泳動粒子は、妨害がなかった場合は、欠陥による弾性エネルギが最小限に抑えられる好ましい位置をとるために、影響を与えるその領域内で移動する。
【００２１】
「関連の」という用語は、欠陥、セル内で欠陥が作用する影響のある領域、及びこの欠陥によって生じたセル内の好ましい位置（例えば、第１の好ましい位置）との間の関係を説明するために使用されている。この表現は、一部の状況においては、粒子がセル壁部によって妨げられる可能性があることから、欠陥中心部の位置に到達することが不可能である可能性があるということを伝えるために使用されている。しかし、それでも、システムの弾性エネルギを最小限に抑える粒子の位置はあると考えられる。
【００２２】
限定的ではないが、一部の場合では、セル壁部による上述の妨害は、「仮想の」ものである欠陥によると考えられる。仮想欠陥は、欠陥中心部が実際に液晶の外側にある場所であるが、これは、それでも液晶の挙動に影響を与える。この影響は、仮想欠陥が隠されている表面での液晶の向きによってもたらされる。一般的に、仮想欠陥は、表面固定エネルギが弱いか又は表面が非ゼロ予備傾斜を有する場合に発生する可能性がある。
明瞭さを期すために、本特許明細書で欠陥を参照する場合は、このような欠陥は、表面に隠れた仮想欠陥又は液晶材料内の従来の欠陥であるとすることができる。
【００２３】
これより以降、システム内の各欠陥は、このような欠陥によって生じるセル内の好ましい位置に関連するものとして同様に説明するものとする。
本発明においては、泳動粒子の存在は、その周囲にある液晶材料のアラインメントを歪ませるものであり、従って、泳動粒子は、システム内の移動する欠陥又は欠陥の集合として作用する。
本液晶セルの場合、第１の好ましい位置に関連する欠陥及び泳動粒子に関連する欠陥は、相反する符号を有するように配置される。従って、欠陥は、互いに引き合い、泳動粒子の動きにより、互いにそれらの弾性エネルギを低減することになる。
【００２４】
泳動粒子は、液晶材料の塊にある時は、印加された場の影響を受けて比較的自由に移動する。しかし、粒子が液晶材料の別の欠陥の影響領域内にある時は、欠陥間で相互作用が発生することにより、これらの欠陥に関連する液晶欠陥エネルギが小さくなる。
従って、第１の好ましい位置に関連する欠陥の液晶欠陥エネルギは、泳動粒子に関連する欠陥及び第１の好ましい位置に関連する欠陥が重なり合った時に最小限に抑えられる。システムの幾何学形状が許す場合は、欠陥は、実質的に消滅するということができる程度まで相互作用する。この状況においては、用語「欠陥」は、第１の好ましい位置に関連する欠陥が最初に生じたコアをいうものとする。
【００２５】
従って、第１の好ましい位置は、それに関連する欠陥又は欠陥の集合が、泳動粒子に関連する欠陥と重なり合う場所であるとすることができる。しかし、液晶セルの幾何学形状及び泳動粒子の幾何学形状は、このような重複を可能にしない。この場合、液晶欠陥エネルギが最小限に抑えられる泳動粒子の位置（これは、第１の好ましい位置である）は、欠陥周辺部に位置することになり、セルの幾何学形状によって決められることになる。
【００２６】
本発明は、泳動粒子に関連する欠陥が第１の好ましい位置に関連する欠陥と相互作用する時に、泳動粒子が第１の好ましい位置に引き付けられて付着する傾向があるという利点を提供する。更に、印加された場は、第１の好ましい位置から液晶セルの第２の側面に泳動粒子を移動させるために、十分な時間に亘って閾値レベルを超えるべきである。これによって、液晶セル内の第１の好ましい位置から液晶セルの第２の側面に泳動粒子を移動させるための非線形の特性が得られる。
【００２７】
泳動粒子は、場の印加時に、逆に液晶セルの第２の側面の第２の好ましい位置から液晶セルの第１の側面の第１の好ましい位置に移動可能であることが好ましく、液晶セルは、泳動粒子が第２の好ましい位置に位置していない時、第２の好ましい位置に関連する欠陥があり、欠陥の液晶欠陥エネルギは、泳動粒子が第２の好ましい位置に位置していない時よりも、泳動粒子が実質的に液晶セル内の第２の好ましい位置に位置する時の方が低いようになっている。
【００２８】
好ましい実施形態では、印加された場は、液晶セル内の第２の好ましい位置から第１の好ましい位置に泳動粒子を移動させるために閾値レベルを超えなければならない。
従って、上述の方法と類似の方法で、第２の好ましい位置に関連する液晶欠陥エネルギは、泳動粒子に関連する欠陥と第２の好ましい位置に関連する欠陥とが重ね合わされた時に最小限に抑えることができる。システムの幾何学形状が許す場合は、欠陥は、実質的に消滅するということができる程度まで相互作用する。この状況においては、用語「欠陥」は、第２の好ましい位置に関連する欠陥が最初に生じたコアをいうものとする。
【００２９】
印加された場の極性を逆にすることにより、泳動粒子は、第１の好ましい位置から第２の好ましい位置、及び第２の好ましい位置から第１の好ましい位置に移動可能である。
本発明のこの実施形態は、泳動粒子に関連する欠陥が第２の好ましい位置に関連する欠陥と相互作用した時、泳動粒子は、第２の好ましい位置に引き付けられて付着する傾向があるという利点を提供する。従って、本発明のこの実施形態では、泳動粒子は、２つの安定した位置、すなわち、液晶セル内の第１及び第２の好ましい位置の間で移動可能である。
【００３０】
更に、印加された場は、液晶セル内の第２の好ましい位置から第１の好ましい位置に泳動粒子を移動させるために十分な時間に亘って閾値レベルを超えなければならない。これによって、液晶セル内の第２の好ましい位置から液晶セル内の第１の好ましい位置に泳動粒子を移動させるための非線形の特性が得られる。また、この構成は、印加された場の極性を逆にすることにより、泳動粒子が液晶セル内の第１及び第２の好ましい位置の間で逆に移動可能であるという利点をもたらす。
【００３１】
有利な態様においては、液晶セル内の第１の好ましい位置から第２の好ましい位置への泳動粒子の移動に関連する閾値レベルの大きさは、液晶セル内の第２の好ましい位置から第１の好ましい位置への泳動粒子の移動に関連する閾値レベルの大きさと異なる。
閾値レベルの大きさの上述の差異は、その結果、液晶セルの全体に亘って印加された場の極性により、非対称のスイッチング閾値となる。例えば、多重セルディスプレイにおいて複数のこのような泳動セルを制御する要件がある場合、このような非対称性は、多重化マトリックスアドレス指定を容易にするものであり、セルをアドレス指定するのに使用されるライン前方ブランキングとして公知の技術を可能にする。
【００３２】
好ましい実施形態では、泳動セルは、液晶セルの第１の側面に複数の第１の好ましい位置を有し、各第１の好ましい位置は、それに関連する欠陥と液晶セル内に分散された複数の泳動粒子とを有する。泳動セルは、液晶セルの第２の側面で複数の第２の好ましい位置を有し、各第２の好ましい位置は、それに関連する欠陥を有する。液晶セルの少なくとも１つ内面は、これらの欠陥を誘発するようなプロフィールを有することができる。
【００３３】
泳動セル内の各泳動粒子は、上述のように構成された時、それに関連する第１及び第２の好ましい位置の間で移動可能であり、このようにして、セルを空間的に調節することができる。従って、上述の泳動セルは、多重セル泳動ディスプレイとして使用することができる。
本発明のこの実施形態は、欠陥が液晶セルの少なくとも１つの内面の輪郭を描くことによって欠陥制御可能な方法で誘発されるという点で有用である。また、液晶材料の好ましい向きをもたらすために、表面アラインメント処理を液晶セルの少なくとも１つの内面に適用することができる。例えば、本質的に非ホメオトロピック固定条件を与える表面アラインメント処理を使用することができる。適切な表面処理は、液晶ダイレクタの接線成分が励起され、傾斜又は平面アラインメントが得られるものである。また、表面アラインメント処理を液晶セル内の泳動粒子に適用することができる。ここでもまた、本質的に非ホメオトロピック固定条件を与える表面アラインメント処理を泳動粒子に使用することができる。
【００３４】
有利な態様においては、プロフィールは、アレイに配置された複数の凹部を含む。
好都合な態様においては、凹部は、規則正しいアレイに配置される。
好都合な態様においては、アレイは、二次元アレイを含み、凹部は、密集した構成で配置される。凹部は、アレイ内に六角形の密集した構成で配置することができる。明瞭さを期すために、アレイ内の凹部の配置を説明するための密集及び六角形の密集という用語の本明細書での使用は、結晶格子構造を説明する際の従来の使用と類似のものである。
【００３５】
凹部は、実質的に半楕円形凹部を含むことが好ましい。
凹部は、実質的に半回転楕円体凹部を含むことが更に好ましい。
有利な態様においては、凹部は、実質的に半球形凹部を含むことが好ましい。
更に有利な態様においては、凹部は、実質的に半球形凹部を含む。
本明細書の関連で使用される時の接頭辞「半」は、その部分が半分であることに限定することなく、この接頭辞が適用される幾何学形状の一部又は一部分を形成すると解釈するものとする。例えば、半回転楕円体は、回転楕円体の一部分を形成するものとする（その部分は、半分に限定されない）。幾何学形状の一部分がその形状の実質的に半分を含む場合、より一般的な接頭辞「半」に優先して本明細書では「ヘミ」という接頭辞を使用する。例えば、「ヘミ球形」という用語は、球の実質的に半分を形成するものとする。
【００３６】
凹部は、アレイ内にピッチｐで配置され、各凹部は、深さｄを有することが好ましい。明瞭さを期すために、これ以降で使用される用語ピッチは、規則的なアレイ内の連続的な凹部間の距離をいうものとする。
凹部のピッチｐに対する凹部の深さｄの比率は、少なくとも１／４であることが更に好ましい。
好ましい実施形態では、凹部のピッチｐは、２μｍから５０μｍの範囲内である。
凹部のピッチｐは、３μｍから３０μｍの範囲内であることが好ましい。
凹部のピッチｐは、４μｍから１５μｍの範囲内であることが更に好ましい。
好ましい実施形態では、泳動粒子の径は、凹部のピッチｐの径の０．５倍から０．９倍の範囲内である。
泳動粒子の径は、凹部のピッチｐの径の０．７倍から０．８倍の範囲内であることが好ましい。
【００３７】
泳動セルが単一の泳動粒子を含む場合、液晶セルは、液晶液滴を含むことができる。有利な態様においては、泳動セルは、複数の液晶セルを含み、各液晶セルは液晶液滴を含む。
液晶液滴又は複数の液晶液滴という形態での液晶セルの配置は、液晶セルの生成を容易にするものである。
液晶液滴は、実質的に球形とすることができ、各液晶液滴は、液晶液滴径Ｄに等しい長さＬを有する。
【００３８】
好都合な態様においては、液晶液滴は、実質的に幅広の回転楕円体であり、各液晶液滴は、長軸に沿って測定された長さＬと液晶液滴の短軸に沿って測定された径Ｄとを有し、第１及び第２の好ましい位置は、各液晶液滴の長軸に沿って実質的に反対に配置される。
好ましい実施形態では、液晶液滴の長さＬは、１μｍから３０μｍの範囲内である。
液晶液滴の長さＬは、５μｍから２０μｍの範囲内であることが好ましい。
液晶液滴の長さＬは、１０μｍから１５μｍの範囲内であることが更に好ましい。
好ましい実施形態では、泳動粒子の径は、液晶液滴の径の０．２倍から０．８倍の範囲内である。
泳動粒子の径は、液晶液滴の径の０．３倍から０．７倍の範囲内であることが好ましい。
泳動粒子の径は、液晶液滴の径の０．４倍から０．６倍の範囲内であることが更に好ましい。
【００３９】
有利な態様においては、液晶セル又は各液晶セルは、染料を含む。好都合な態様においては、液晶セル又は各液晶セルは、油溶性染料を含む。染料は、二色染料、アゾ染料、アントラキノン染料、薬剤用染料、化粧品用染料、食品用染料、１−ヒドロオキシ−４［（４−メチルフェニル）アミノ］−９、１０−アントラセンジオン、２−（２−キノリル−１、３−インダンジオン、１，４−ビス［（４−メチルフェニル）アミノ］−９、１０−アントラセンジオン、１−［［４−（フェニルアゾ）フェニル］アゾ］−２ナフタルエノール、ソルベントブラック３、ソルベントブラック５、ソルベントブラック７、ソルベントブラック１２、ソルベントブラック２８、ソルベントブルー４、ソルベントブルー１４、ソルベントブルー１９、ソルベントブルー２９、ソルベントブルー３５、ソルベントブルー３６、ソルベントブルー３７、ソルベントブルー３８、ソルベントブルー４３、ソルベントブルー５９、ソルベントブルー７８、ソルベントブルー９７、ソルベントブルー１０４、ソルベントブラウン１、ソルベントブラウン５３、ソルベントグリーン１、ソルベントグリーン３、ソルベントグリーン４、ソルベントグリーン５、ソルベントグリーン７、ソルベントグリーン１１、ソルベントグリーン２８、ソルベントオレンジ１、ソルベントオレンジ２、ソルベントオレンジ７、ソルベントオレンジ１５、ソルベントオレンジ２０、ソルベントオレンジ２３、ソルベントオレンジ６０、ソルベントオレンジ６３、ソルベントオレンジ１０５、ソルベントレッド３、ソルベントレッド１９、ソルベントレッド２３、ソルベントレッド２４、ソルベントレッド２６、ソルベントレッド２７、ソルベントレッド４１、ソルベントレッド４３、ソルベントレッド４４、ソルベントレッド４５、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド７２、ソルベントレッド１１１、ソルベントレッド１３５、ソルベントレッド１４０、ソルベントレッド１７９、ソルベントレッド１９５、ソルベントレッド２０７、ソルベントバイオレット８、ソルベントバイオレット１３、ソルベントバイオレット３７、ソルベントバイオレット５９、ソルベントイエロー１、ソルベントイエロー２、ソルベントイエロー３、ソルベントイエロー７、ソルベントイエロー１４、ソルベントイエロー３３、ソルベントイエロー７２、ソルベントイエロー９３、ソルベントイエロー９４、ソルベントイエロー９８、ソルベントイエロー１１４、ソルベントイエロー１４１、ソルベントイエロー１６０、及びソルベントイエロー１６３のうちの少なくとも１つを含む。
【００４０】
好ましい実施形態では、泳動粒子又は各泳動粒子は、入射する電磁放射線を反射するようになっている。
有利な態様においては、泳動粒子又は各泳動粒子は、金属コーティング及び誘電コーティングのうちの少なくとも一方を含む反射コーティングを有する。
別の好ましい実施形態では、泳動粒子又は各泳動粒子は、担体内に分散された、入射する電磁放射線を散乱させるようになった複数の散乱粒子を有する複合粒子を含む。担体は、ポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むことができる。散乱粒子は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）を含むことができる。代替的に又はそれに加えて、散乱粒子は、ポリマー球を含むことができ、各ポリマー球は、気孔及び粉砕ダイヤモンドのうちの少なくとも一方を組み込む。
複合泳動粒子は、光の散乱を最大にすることにより、良好な反射率をもたらす。これは、泳動セルが表示装置に使用された時の特に望ましい特性である。
印加された場は、電界及び磁界のうちの少なくとも一方とすることができる。
【００４１】
本発明の第２の態様によれば、液晶セルの第１の側面の複数の第１の好ましい位置と液晶懸濁媒質内に懸濁された複数の泳動粒子とを有する泳動セルを作製する方法は、（ｉ）泳動セル内で液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを行うために液晶懸濁媒質と相互作用するようになった第１のレリーフ構造アラインメント層を有する第１の基板を準備する段階と、（ｉｉ）各々がレリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面から延びる内面を有する複数の凹部をレリーフ構造アラインメント層内に形成する段階と、（ｉｉｉ）泳動粒子を第１のレリーフ構造表面上に配置する段階と、（ｉｖ）液晶懸濁媒質をセル内に組み込む段階とを含む。
【００４２】
有利な態様においては、泳動セルがセルの第２の側面に第２の好ましい位置を有する時に、本方法は、（ｖ）泳動セル内で液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを行うために液晶懸濁媒質と相互作用するようになった第２のレリーフ構造アラインメント層を有する第２の基板を準備する段階と、（ｖｉ）各々が第２のレリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面から延びる内面を有する複数の凹部を第２のレリーフ構造アラインメント層内に形成する段階と、（ｖｉｉ）泳動ディスプレイ内で液晶ダイレクタの好ましいアラインメントを行うためにレリーフ構造アラインメント層が液晶懸濁媒質と相互作用するように第２の基板を第１の基板に対して遠隔に配置する段階と更に含む。
【００４３】
好ましくは、本方法は、第２のレリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面内の対応する凹部と実質的に反対側の第１のレリーフ構造アラインメント層のレリーフ構造表面内に各凹部を配置する段階を含み、この凹部は、凹部の対向する対を形成する。
本方法は、泳動粒子を凹部の対向する各対内に配置する段階を含むことが更に好ましい。
好都合な態様においては、第１及び第２の基板のうちの少なくとも一方は、ポリマー及びプレポリマーのうちの少なくとも一方を含み、レリーフ構造表面内に複数の凹部を形成する段階は、エンボス加工処理を含む。
代替的に、第１及び第２の基板のうちの少なくとも一方は、フォトポリマーを含み、レリーフ構造表面内に複数の凹部を形成する段階は、フォトリソグラフィ処理を含む。
【００４４】
本発明の第３の態様によれば、ここで、本発明の第１の態様による泳動セルを含む、画像を表示するための第１の表示面を有するディスプレイが提案され、泳動セルは、液晶セル内の各第１の好ましい位置が実質的に第１の表示面に位置するようにディスプレイ内に配置され、ディスプレイは、ディスプレイ全体に亘る場の印加によって作動可能である。
ディスプレイ内の泳動セルのこの配置は、各泳動粒子が液晶セル内の各第１の好ましい位置に位置した時に第１の表示面に入射する光を反射するという利点をもたらす。
【００４５】
ディスプレイ内に含まれた泳動セルは、本発明の第１の態様と同じように作動する。使用時には、ディスプレイに印加された場は、第１の好ましい位置から液晶セルの第２の側面又は液晶セル内の第２の好ましい位置に泳動粒子を移動させるために十分な時間に亘って閾値レベルを超えなければならない。
第１及び第２の好ましい位置を有する泳動セルの場合、好ましい位置間の粒子の移動に影響を与えるためには、第１の好ましい位置に関連する影響領域から第２の好ましい位置に関連する影響領域に好ましい位置を移動させるだけで十分である。上述のように、これは、泳動セルは、それが特定の影響領域内にある状態で、影響を与えるその領域を生じる欠陥に向けて引き付けられるということによるものである。好ましい位置は、妨害されない場合は、欠陥による弾性エネルギが最小限に抑えられる好ましい位置を取るために影響領域内で移動することになる。
これによって、液晶セル内の第１の好ましい位置から液晶セルの第２の側面／液晶セル内の第２の好ましい位置に好ましい位置を移動させるための非線形の特性が得られる。
【００４６】
好ましい実施形態では、ディスプレイは、第１の表示面に対して遠隔に配置された第２の表示面を有し、液晶セルの第２の側面に第２の好ましい位置を有する少なくとも１つの泳動セルを含み、泳動セルは、液晶セル内の各第２の好ましい位置が実質的に第２の表示面に位置するようにディスプレイ内に配置され、第１及び第２の好ましい位置は、各泳動粒子が一方の好ましい位置に位置する時に表示面で目に見え、他方の好ましい位置に位置する時は表示面では目に見えないようなものである。
【００４７】
ディスプレイ内の泳動セルのこの構成は、各泳動粒子が一方の好ましい位置に位置した時に特定の表示面に入射する光を反射するが、他方の好ましい位置に位置した時にその特定の表示面に入射する光を反射しないという利点をもたらす。従って、泳動セルは、任意の表示面で目に見えるようにすることができるか、又は各粒子をその表示面では目に見えないように配置することができる。
以上のように、ディスプレイ内に含まれた泳動セルは、本発明の第１の態様と同じように作動する。使用時には、ディスプレイに印加された場は、液晶セル内の第２の好ましい位置から第１の好ましい位置に泳動セルを移動させるために閾値レベルを超えなければならない。これによって、液晶セル内の第２の好ましい位置から液晶セル内の第１の好ましい位置に好ましい位置を移動させるための非線形の特性が得られる。
【００４８】
別の好ましい実施形態では、ディスプレイは、各々が液晶液滴を含む複数の液晶セルを有する泳動セルを含み、液晶液滴は、カプセル材内に配置される。
本発明のこの実施形態では、ディスプレイは、マイクロカプセル封入式ディスプレイを含むことができる。例えば、ディスプレイは、ポリマー分散式液晶ディスプレイを含むことができる。
カプセル材は、熱硬化性ポリマーと、電磁放射線硬化可能ポリマーと、シリコーンエラストマーのうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、カプセル材は、「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８２」を含むことができる。
【００４９】
有利な態様においては、ディスプレイは、複数の液晶液滴を有する泳動セルを含み、液晶液滴は、実質的に幅広の回転楕円体であり、液晶液滴の長軸は、第１の表示面に平行な面と実質的に直交するように配置される。
ディスプレイは、ディスプレイ全体に亘って電界及び磁界のうちの少なくとも一方を印加するための手段を含むことが好ましい。例えば、場を印加するための手段は、電極を含む。
【００５０】
ディスプレイは、第１の表示面近くの行、かつ第２の表示面近くの列に配置された複数の電極を含み、各行及び列の電極の交差部は、ディスプレイ内のピクセルのマトリックスアドレス指定を可能にするために、ディスプレイ内のピクセルを形成することが好ましい。
電極又は各電極は、金属、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、及び導電性ポリマーのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００５１】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第２の態様によるディスプレイを作製する方法は、（ｉ）各々が上述のような液晶液滴を含む複数の液晶セルを硬化可能カプセル材内に分散する段階と、（ｉｉ）液晶セルを好ましいアラインメントに整列させる段階と、（ｉｉｉ）液晶セルを保持するためにカプセル材を硬化させる段階とを含む。
有利な態様においては、本方法は、基板上に液晶セル及び硬化可能カプセル材の分散を適用する段階を更に含む。
【００５２】
液晶セルを好ましいアラインメントに整列させる段階は、カプセル材が硬化した後に実行され、基板にほぼ垂直な方向に硬化したカプセル材を広げることにより、基板にほぼ垂直な方向に分散された液晶セルを引き伸ばす段階を含むことが好ましい。硬化したカプセル材を広げる段階は、硬化したカプセル材を膨らませるために材料を硬化したカプセル材に導入する段階を含むことができる。カプセル材が広がると、液晶セルの各々は、強制的に実質的に幅広の回転楕円体構成を取らされる。更に、セルの長軸は、基板と平行な面に実質的に直交するように配置される。
【００５３】
代替的に、本方法は、カプセル材を硬化させる前に基板の平面で基板を逆に変形させる段階と、硬化したカプセル材及びその中に分散された液晶セルが基板の平面と平行な面で圧縮されるように液晶セルを整列させる段階を実行するために、次に、カプセル材を硬化させた後で基板を変形されていない状態に戻す段階との中間段階を含む。
基板の平面と平行な面で液晶セルを圧縮すると、セルの各々は、実質的に幅広の回転楕円体構成を取る。更に、セルの長軸は、基板と平行な面に実質的に直交するように配置される。
好都合な態様においては、基板を逆に変形させる段階は、基板を加熱する段階及び基板を伸ばす段階のうちの少なくとも一方を含む。
ここで、添付図面を参照して本発明を例示的に以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
図１を参照すると、従来の電気泳動ディスプレイ（１）は、それぞれ、透明な電極（４ａ，４ｂ）を有する２つの対向する透明絶縁基板（３ａ，３ｂ）によって形成されたセル（２）と、懸濁媒質（７）内に懸濁した電気泳動材料（６）の微粒子から成るセル内の電気泳動懸濁層（５）とを含む。一般的に、電気泳動材料（６）の粒子は、懸濁媒質（７）の色に対して対比色となるように配置される。電位（８）がセル（２）に印加された時、電気泳動材料（６）は移動し、電気泳動材料（６）の極性に従って電極（４ａ，４ｂ）上に沈殿し、従って、形成された画像（９）は、反射光（１０）によって観察される。懸濁層（５）の厚みは、いずれの場所でも数マイクロメートル（μｍ）から数十マイクロメートル（μｍ）とすることができ、ディスプレイは、通常、直流電圧によって作動する。
【００５５】
実際には、セル内の透明絶縁基板（３ａ，３ｂ）は、約５０μｍの離間によって分離され、縁部回りに封入された２つのガラス板から成るものとすることができる。ガラス板の内側の電極（４ａ，４ｂ）は、透明な酸化インジウム（ＩＴＯ）層によって形成することができる。
電気泳動材料（６）は、マイクロメートルの大きさかつ液体懸濁媒質（７）の密度に比する密度を有する場合は、沈殿することなく長い期間に亘って懸濁状態のままとなる。上述のディスプレイ用途においては、液体懸濁媒質（７）は、ある程度暗色に、例えば、黒に着色することができる。一般的に、電気泳動材料（６）は、液体懸濁媒質（７）の色に対して対比色となる。例えば、散乱力が強いために、電気泳動材料に二酸化チタンを使用して良好な反射を得ることができる。
【００５６】
非通電状態においては、セルは黒く、すなわち、液体懸濁媒質（７）の色に見える。電位（８）が対向する電極（４ａ，４ｂ）に印加された時、電気泳動材料（６）は、一方の基板壁部（３ａ，３ｂ）に移動することにより、基板壁部（３ａ，３ｂ）の外見が白色に変わる。ここで電位（８）が除去された場合、粒子は、ファンデルワールス引力及び静電力のために基板壁部（３ａ，３ｂ）上に停留し続ける。印加された電位（８）の極性の逆転により、電気泳動材料（６）は、基板壁部（３ａ，３ｂ）から出て反対の基板壁部に移動する。
【００５７】
図２を参照すると、一方の基板壁部（３ａ，３ｂ）上の電極（４ａ，４ｂ）は、数字（１１）の形になっており、その後、その数字（１１）は、印加された電位（８）の上述のシーケンスと交互に表示させることができる。いくつかの英数字（１１）／ディスプレイを有する単純なディスプレイを既に研究所レベルの実証に作製している。各場合には、全ての数字（１１）の全てのセグメントは、別々の駆動回路（１３）によって個別に駆動される。
【００５８】
このようなディスプレイ（１）の通常の電気光学的挙動は、セルのマトリックス多重化を可能にするものではない。これは、光学的状態の変化が時間と電圧の積に依存する電気泳動セル（２）の特性によって引き起こされる。すなわち、セル全体に亘るほとんど任意の小さな電圧により、セルは、最終的に光学的状態を変えてしまう。
しかし、素子は、ある程度の閾値挙動をもたらすために粒子を基板に及び／又は互いに付着させるかなりのファンデルワールス力を用いて設計することができる。ところが、この付着力は、汚れに非常に敏感であり、一般的に、粒子の懸濁が最終的に失われ、粒子の綿状沈殿及び素子全体の故障に至る。
【００５９】
図３を参照すると、本発明による電気泳動ディスプレイの実施形態は、電気泳動材料（６）の粒子が液晶材料（２０）を含む懸濁媒質（７）内で懸濁し、かつ、システムの幾何学形状が液晶材料（２０）内で欠陥（２１）を促進させるように配置された電気泳動システムを含む。欠陥（２１）は、液晶材料（２０）の配向対称の局所的破壊、例えば、液晶ダイレクタの配向順序の局所的破壊と考えることができる。このような欠陥（２１）は、液晶材料（２０）内の回位ということがある。
【００６０】
液晶材料（２０）内の欠陥（２１）は、電気泳動粒子を引き付けるように構成される。各欠陥（２１）は、液晶材料（２０）内で影響を有する関連領域を生じる。
この構成においては、電気泳動材料（６）の粒子の存在は、粒子（６）周辺部における液晶材料（２０）のアラインメントを歪ませるものであり、従って、粒子（６）は、システム内で移動性の欠陥（２１）又は欠陥の集合として作用する。電気泳動材料の粒子は、それが懸濁媒質（７）の塊の中にある時、印加された電位の影響を受けて比較的自由に移動する。しかし、粒子が液晶材料（２０）内で欠陥（２１）の影響がある領域内にある時、欠陥（２１）と粒子（６）の間で相互作用が発生することにより、粒子（６）は、影響領域に関連する欠陥に向けて引き付けられる。妨害されなかった場合は、粒子（６）は、欠陥（２１）によるシステム内の弾性エネルギが最小限に抑えられる好ましい位置を取るために影響領域内を移動する。
【００６１】
システム内の総液晶欠陥エネルギは、粒子（６）と欠陥（２１）ができるだけ接近した状態であり、場合によっては重なり合っている時に最小限に抑えられ、その場合、欠陥つまり回位は実質的に消滅する。欠陥（２１）同士が相互作用つまり消滅した時、粒子（６）は、欠陥（２１）が最初に発生するか又は発生させられたディスプレイ内の地点（以下、欠陥コアという）に付着する傾向がある。
印加された電位がない場合、電気泳動材料（６）の粒子は、欠陥コアに関連する好ましい位置に留まる傾向がある。これは、材料のエネルギが、粒子（６）が塊状の液晶材料（２０）内にある時よりもこの構成（粒子が欠陥コア近傍又はその上にある状態）の方が低いからである。これによって、電気泳動材料がファンデルワールス引力及び静電力のためにディスプレイの表面に単に付着する従来の電気泳動ディスプレイよりも、装置によって表示される画像の長期的な耐久性が改善されるという利点が得られる。また、電気泳動粒子の綿状沈殿が低減されることにより、装置の寿命が長くなる。
【００６２】
電気泳動材料（６）の粒子を欠陥コアに関連する好ましい位置から移動させるには、欠陥（２１）の分離に関連する潜在的エネルギバリアを克服するのに十分な電位をディスプレイに印加すべきであり、すなわち、欠陥がなくなった場合は、印加された電位は、欠陥コア及び電気泳動材料（６）の粒子における欠陥を再形成することができるべきである。
上述のように、欠陥は、液晶の弾性エネルギを低減させるために互いに相互作用する。従って、粒子（６）に関連する欠陥は、液晶セル内の好ましい位置に関連する欠陥の影響を受ける。一般的に、液晶セルの特定の領域においては、１つの特定の欠陥が優勢である。このようにして、システム弾性エネルギは、粒子（６）を粒子（６）に関連する欠陥と反対の強さを有する欠陥に向けて粒子を移動させることによって低減される。逆に、粒子（６）を引き付けられている欠陥から分離させるために印加電位によって仕事を行なわなければならない。理論的には、印加された電位によって十分な仕事が行われた状態であれば、液晶セル内の好ましい位置に関連する欠陥から粒子に与える影響が無視することができるほどである液晶セル領域に粒子（６）を移動させることができる。印加された場の大きさが不十分だった場合、又は粒子が影響のある特定領域に留まるような短時間に亘って場が印加されたに過ぎない場合、粒子は、弛緩して最初の位置に戻る。この閾値挙動は、非線形の電気光学特性をディスプレイに与えるものであり、装置の受動的マトリックスアドレス指定を可能にするものである。
【００６３】
図４は、欠陥からの距離の関数としての本発明による電気泳動セル内の弾性エネルギのグラフを示す。図４のグラフは、単一の欠陥を含み、単一の泳動粒子を有する電気泳動セルを表す。この場合、欠陥からセル内に延びる影響の単一領域がある。実際には、影響のこの領域は、欠陥（２１）から５０μｍを超えて延びてもよい。
電気泳動材料（６）の粒子は、欠陥（２１）の影響領域内にある時に力に遭遇することになる。粒子に関連する欠陥が欠陥コアの欠陥と反対の符号を有する場合、その力は、粒子（６）を欠陥コア（２１）に引き付ける。妨害されなかった場合、電気泳動材料（６）は、欠陥（２１）によるシステム内の弾性エネルギが最小限に抑えられる好ましい位置（第１の好ましい位置）を取るために影響領域内を移動する。
【００６４】
図４に表されている電気泳動セルについては、粒子（６）が欠陥コア（２１）から移動ことができる最も長い距離を制限することによって単安定構成を達成することができる。このように影響領域内の粒子（６）の動きを制限することにより、印加された電位がない場合は、粒子（６）は、確実に第１の好ましい位置に戻る。
明瞭さを期すために、本発明は、非線形の電気光学的挙動をもたらすために懸濁媒質（７）内の液晶材料（２０）の見掛け粘性を感知することができるほどの任意の程度まで変更していないことに注意すべきである（米国特許第４，３０５，８０７号とは対照的）。実際には、本発明においては、液晶ダイレクタは、懸濁媒質（７）内の液晶材料（２０）が常に最低の粘性を示すように整列される。更に、本発明による電気泳動セルへの電位の印加が液晶ダイレクタの向きの変更に関して与える影響は、無視することができるほどのものである。同様に、本発明の電気泳動セル内の欠陥つまり回位は、それらがシステムの幾何学形状によって生成されるものであり、従って、電気泳動セル内で実質的に固定されるので、印加された電位による影響を受けないままである。
【００６５】
ここで図５を参照すると、双安定ディスプレイは、液晶材料（２０）内の欠陥（２１）を電気泳動ディスプレイ内の対向する平面上に配置することによって作製することができる。例えば、第１の組の欠陥（２１）は、ディスプレイの第１の（前部）表面（２４）に配置され、第２の組の欠陥（２１）は、ディスプレイ第２の（後部）表面（２６）に配置される。この実施形態では、電気泳動材料（６）の粒子は、閾値レベルを超える電位の印加によってディスプレイの第１の表面（２４）から第２の表面（２６）（及び、その逆）に移動するように働き掛けることができる。
【００６６】
図３と共通するが、粒子（６）が引き付けられている欠陥から粒子を離すために印加される電位によって仕事を行わなければならない。印加された電位によって十分な仕事が行われた状態で、粒子（６）を別の欠陥が優勢である液晶セルの領域に移動させることができる。そこで、粒子は、この新しい欠陥に関連する好ましい位置であるセル内の新しい位置に弛緩されて移動する。この第２の欠陥の影響が最も大きい領域に到達した状態で、セルに電位を印加されるということが不要である。従って、粒子（６）が弛緩されてセル内の新しい位置に移動するように、最初の位置から十分に離れた位置に粒子（６）を移動させるために印加された電位内の閾値が必要である。上述の場合のように、印加された場が不十分であった場合、粒子（６）は最初の位置に戻る。
【００６７】
図６は、２つの対向する欠陥間の距離の関数としての本発明による双安定電気泳動セル又は多重安定電気泳動セル内の弾性エネルギのグラフを示す。
図６のグラフは、２つの対向する欠陥（２１）を有し、かつその間に配置された単一の泳動材料（６）を有する電気泳動セルを表す。この場合、第１の欠陥コア（２１）からセル内に延びる第１の影響領域と、第２の欠陥コア（２１）からセル内に延びる第２の影響領域（２１）とがある。
【００６８】
上述のように、電気泳動材料（６）の粒子は、欠陥（２１）に関連する特定の影響領域内にある時に力に遭遇する。粒子（６）に関連する欠陥が欠陥コア（２１）の欠陥と反対の符号を有する場合、その力は、粒子（６）を欠陥コア（２１）に引き付ける。妨害されなかった場合、欠陥によるシステム内の弾性エネルギが最小限に抑えられる好ましい位置（この場合は、第１又は第２の好ましい位置）を取るために影響領域内で移動する。
【００６９】
一般的に、液晶セルの特定の領域においては、１つの特定の欠陥が優勢である。従って、粒子（６）が第１の影響領域内にある時は、第１の欠陥コア（２１）に向けて引き付けられる。同様に、粒子（６）が第２の影響領域内にある時は、第２の影響領域（２１）に引き付けられる。
システムの総弾性エネルギは、粒子（６）が２つの欠陥の均衡点にある状態で最も高いことが判明しているので、粒子（６）が欠陥のいずれかに向けて移動する時に小さくなる。
【００７０】
図６に表されている構成においては、好ましい位置間で粒子の移動に影響を与えるためには、第１の欠陥コアに関連する影響領域から第２の欠陥コアに関連する影響領域に粒子を移動させるだけで十分である。上述のように、これは、泳動粒子が特定の影響領域内にある状態では、欠陥に向けて引き付けられてその影響領域を生じるということによるものである。
セルに印加された電位は、電気泳動セル内のエネルギバリアを超えなければならず、また、粒子（６）を一方の影響領域から他方の影響領域に移動させるのに十分な時間に亘って印加されるべきである。
このようにして、電気泳動セルによって示された非線形の電気光学的挙動は、セル（Ｅ）に印加された電位の大きさと電位が印加される時間（ｔ）との関数である。従って、電気泳動セルは、印加電位のマグニチュードに関係する静的閾値と、電位×印加電位マグニチュード（時間電圧積）に対する期間に関係する動的閾値とを示す。
【００７１】
動的閾値は、いくつかの従来の非電気泳動液晶素子、例えば、表面安定化強誘電ディスプレイ、ゼニス双安定素子（ＺＢＤ）、「Ｎｅｍｏｐｔｉｃ  ＢｉＮｅｍ（登録商標）」双安定液晶ディスプレイにおいて遭遇するものと類似のものである。
双安定ディスプレイは、電気泳動材料（６）の粒子が装置に印加された電位がない時には欠陥コアに縛られたままであるという利点をもたらす。更に、電気泳動材料（６）の粒子は、低レベル電位（装置の閾値レベル未満）がある場合でさえも欠陥コアに実質的に縛られたままである。これは、このような電位が多重化アドレス指定法では固有のものであることから有利なことである。従って、画像品質及び従って大面積アドレス指定機能は、装置内での電気泳動材料（６）の粒子の不要な移動を低減することによって保証される。
【００７２】
液晶材料（２０）における欠陥（２１）又は回位は、このような欠陥を促進する任意の従来の幾何学形状によって導入することができる。例えば、従来の液晶ディスプレイの内面に対して好ましいアラインメント（平面又はホメオトロピック）を取るように液晶ダイレクタに働き掛けること、及び、回位を導入するために周期的な特徴をこれらの内面に適用することができることは当業技術で公知である。
【００７３】
図３及び図５に示す電気泳動ディスプレイの実施形態では、液晶材料（２０）内の欠陥（２１）は、深い二次元アレイによって導入される。一般的に、幾何学形状は、凹部のアレイを含むことができ、深さｄを有する各凹部は、アレイ内でピッチｐで配置される。凹部は、液晶材料内で欠陥（２１）を生成するのに十分な深さである必要があり、この目的に沿うと、ピッチｐに対する凹部の深さｄの比率は、通常、少なくとも１／４になる。一般的に、深い凹部は、液晶材料内の欠陥の形成を助ける。
凹部深さ（ｄ）／凹部ピッチ（ｐ）≧１／４      ［１］
【００７４】
一例として、電気泳動ディスプレイで使用された幾何学形状は、二次元アレイに配置された実質的に半楕円形、半回転楕円体、半球形又は「ヘミ」球形の凹部を含むことができる。凹部がディスプレイ内面で実質的に楕円形の断面を示す場合、半径は、その内面の楕円の主半軸の長さであるように取るものとする（半軸とは、軸の長さの半分を示す）。ディスプレイで使用される幾何学形状は、任意の従来の方法、例えば、フォトリソグラフィ及びエンボス加工などによってもたらすことができる。
【００７５】
電気泳動ディスプレイの内面は、ディスプレイ内で液晶材料（２０）の好ましい向きをもたらすために、表面アラインメント処理を必要とするものとすることができる。図３及び図５に示す電気泳動ディスプレイの実施形態では、液晶材料（２０）の平面アラインメントが利用されている。また、ディスプレイ内の電気泳動材料（６）の粒子に対して平面アラインメント処理を必要とする場合もある。
液晶材料（２０）内の欠陥（２１）の強度及び潜在的なエネルギバリアの対応するマグニチュードは、液晶材料（２０）内の欠陥（２１）を促進するために使用される幾何学形状のプロフィールに依存する。従って、潜在的なエネルギバリア及び従って電気泳動材料（６）の粒子を欠陥コアから移動させるために克服すべき閾値は、ディスプレイ内の幾何学形状のプロフィールを変えることにより、又は欠陥を促進するために使用される幾何学形状の表面での自然液晶予備傾斜又は固定エネルギを変えることにより調節することができる。
【００７６】
ディスプレイのアドレス指定要件に注意すると、電気泳動材料（６）の粒子をディスプレイの第１の表面（２４）から移動させるために克服すべき閾値は、電気泳動材料（６）の粒子をディスプレイの第２の表面（２６）から移動させるために克服すべき閾値と異なるように構成することができる。その結果、非対称の度合は、ディスプレイの第１及び第２の平面（２４，２６）の間で電気泳動材料（６）の粒子を移動させために必要とされる電位に組み込むことができ、正及び負の極性の電位に対する非対称のスイッチング閾値をもたらす。ディスプレイ  が複数のセル又はピクセルを含む場合（多重セルディスプレイ）、このような非対称性は、多重化マトリックスアドレス指定を容易にするものであり、かつ、ディスプレイのアドレス指定を行うために使用されるライン前方ブランキングとして公知の技術を可能にするものである。ライン前方ブランキングは、ディスプレイを単一時間スロットでアドレス指定することを可能にする（すなわち、ライン前方ブランキングを使用しなかった場合に掛かる時間の半分でディスプレイをアドレス指定することができる）。
当業技術で公知の標準的な多重化手法の例については、ＰＷＨ  Ｓｕｒｇｙ他著「Ｊｏｅｒｓ／Ａｌｖｅｙ強誘電性多重化手法」、強誘電、１２２巻、６３頁から７９頁、１９９１年を参照することができる。
【００７７】
上述の特定の実施形態で説明するような電気泳動セルを作製するための本発明による方法は、以下の段階を含む。
電極パターンを有する基板を準備する。共形層を形成するためにフォトレジストを基板表面上で引き伸ばす。例えば、「Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｍｅｇａｐｏｓｉｔ  ＳＰＲ２２０−７」を基板に付加し、２０００ｒｐｍで基板を３０秒間回転させる。
製造業者の指示書に従ってフォトレジストを処理する。一般的に、レジスト溶剤を除去するために基板を加熱する。
【００７８】
次に、従来の光リソグラフ手法を用いてフォトレジストに凹部の二次元アレイを形成する。上述のように、凹部は、実質的に半楕円形、半回転楕円体、半球形又は「ヘミ」球形とすることができる。一般的に、フォトレジストにパターンを形成するためにマスクとＵＶ光源を使用する。例えば、フォトレジストの各部を優先的に露光させるために高エネルギビーム感受性（ＨＥＢＳ）グレースケールフォトマスク（キャニオン・マテリアルズ・インコーポレーテッド製）を使用することができる。その後、フォトレジストが作成され、例えば、処理済み基板を洗浄することによってレジストの不要な部分を除去する。その後、これによって、図３及び図５に示す表面レリーフ形状が得られる。
【００７９】
フォトレジストを架橋させることによって溶剤に対する抵抗を向上させるために基板を処理する。任意的に、フォトレジストを深ＵＶ放射線に露光させ、その後、フォトレジストを硬化させるために２時間１２０℃で強く焼きつけをする。
最後に、フォトレジスト基板を電気泳動セルに直接に組み込むか又は成形及びエンボス加工処理を用いて複製する（後者の場合、電極パターンを基板から省略することができる）。
【００８０】
例えば、準備した基板を液晶懸濁媒質及び複数の電気泳動粒子を組み込んだ電気泳動セルに組み込むことができる。電気泳動粒子は、通常、液晶懸濁媒質をセルに添加する前に組み付け処理の一部としてセル基板の１つの上に堆積される。
毛細菅法を用いて組み付けた電気泳動セルに液晶懸濁媒質を組み込む。代替的に、従来の真空充填を用いることにより、電気泳動セル内に溜まった空気が除去される。セル内の電気泳動粒子の擾乱を最小限に抑えるために、液晶をセルにゆっくりと添加する。
【００８１】
液晶材料は、一般的に等方相でセルに添加され、その後、急激に室温に冷却させる。公知のシュリーレンテクスチャが形成されるが、セル内の表面レリーフは、ほとんどの欠陥が凹部の基部近くに形成されるのを促す。装置のその後のスイッチングにより、セル内の正しい液晶アラインメントが補強される。
電気泳動セルは、レリーフ構造を有する単一の基板を含むことができる。代替的に、準備した２つの基板を組み付けて電気泳動セルにし、かつ第１の基板上のレリーフ構造表面の各凹部が、第２の基板上のレリーフ構造表面の対向する凹部と実質的に反対となるように配置され、この凹部は、一対の凹部を形成する。一般的に、泳動粒子は、凹部の各対向する対内に配置される。
【００８２】
準備した基板を直接使用しない場合、金型を用いて凹部のアレイを複製することができる。例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を使用することができる。
「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８２」のようなポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）エラストマーシステムが選択される。これは、二瓶システムであり、２つの成分を混合させることによって準備する。
凹部のアレイを有する準備した基板をマスターとして使用してＰＤＭＳ調剤で覆う。基板を真空室に入れて、溜まった気泡を除去するために空気抜きをする。ＰＭＤＳが硬化するまでシステムを放置する。任意的に、硬化処理を速めるために基板を加熱する。
【００８３】
硬化した状態で、ＰＭＤＳ型は、マスターから取り外されて洗浄される。一般的に、本方法でマスターからいくつかのＰＤＭＳ複製を作ることができる。その後、付加的な成形法又はエンボス加工処理を通じて凹部の元となる二次元アレイを複製するためにＰＤＭＳ型を使用する。
最終的な成形処理に幅広い材料を使用することができる。１つのこのような材料は、ＵＶ硬化接着剤である「Ｎｏｒｌａｎｄ  ８１」である。
適切な基板を選んで、成形される材料の薄い層でコーティングする。一般的には、基板は、成形される材料の５μｍ厚の層でコーティングされる。
【００８４】
その後、コーティングした基板をＰＭＤＳ型と共に真空室に入れ、システムの空気抜きをすることにより、ＰＭＤＳ型が薄い層に接触する。
任意的に、その後、型と基板を真空室から取り出すことができる。その後、成形可能な材料を硬化させる。「Ｎｏｒｌａｎｄ  ８１」の場合、材料をＵＶ光に露光させて硬化させる。最後に、ＰＤＭＳ型を基板から取り外す。
ＵＶ硬化可能な材料の代わりとして熱硬化式の成形可能な材料を使用することができる。熱硬化では、基板と成形された材料を加熱する必要がある。
【００８５】
更に別の実施形態では、成形可能な材料は、熱可塑性材料を含むことができる。この場合、型を熱可塑性材料に接触させる前に熱可塑性材料を真空室で加熱する。型を熱可塑性材料に接触させたら、自然冷却させることができる。熱可塑性材料が冷却したら型を基板から取り外す。
型はまた、公知の手法を用いてＰＭＤＳ以外の材料から作ることができ、例えば、ニッケルを型に使用することができることに注意すべきである。
【００８６】
図７を参照すると、本発明による電気泳動ディスプレイの更に別の実施形態は、マイクロカプセル化電気泳動システムを含む。マイクロカプセル化電気泳動システムは、一般的に、液晶材料（２０）を含む液滴（３０）のアレイを含む。各液滴（３０）は、電気泳動材料の粒子（６）を取り囲む。
先の実施形態の場合と同様に、電気泳動材料（６）の粒子は、液晶材料（２０）を含む懸濁媒質（７）内で懸濁状態である。しかし、この実施形態では、懸濁媒質（７）は、カプセル材（３５）内に配置された複数の離散的液晶材料（２０）液滴（３０）を含み、各液滴（３０）は、その中に電気泳動粒子が分散されている（６）。
【００８７】
例えば、カプセル材（３５）は、任意の適切な結合剤を含むことができ、液晶材料の液滴（３０）を結合剤に分散させることによってマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを形成する。
特定の例においては、マイクロカプセル化電気泳動システムは、ポリマーマトリックス内に分散された液晶材料（２０）の液滴（３０）を有するポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）ディスプレイを含むことができる。
【００８８】
図７を参照すると、液晶材料（２０）の液滴（３０）内の電気泳動材料（６）の位置は、液晶材料（２０）及び内部液滴（３０）表面間のインタフェース、及び液晶材料（２０）及び電気泳動材料（６）表面間のインタフェースでの液晶固定条件の慎重な選択によって制御される。本質的に非ホメオトロピック固定条件が液滴（３０）の内面及び電気泳動粒子（６）の表面の両方にある状態で、図示のトポロジーによってこれらの表面で欠陥が強制的に生成される。
【００８９】
表面アラインメント処理を用いて、各液滴（３０）内に有利な固定条件（従って、液晶ダイレクタの有利なアラインメント）を作り出すことができる。適切な表面処理は、液晶ダイレクタの接線成分が助長されて傾斜又は平面アラインメントが得られる表面処理である。
表面アラインメント処理は、液滴内の第１（３１）及び第２（３２）の欠陥の形成を助ける。各液滴（３０）内での欠陥（３１，３２）の位置決めは、液滴形状によって支配される。従って、液滴（３０）の幾何学形状は、液滴内の欠陥（３１，３２）の位置を制御するように、かつ確実に欠陥（３１，３２）が液滴内で実質的に反対位置に配置されるようにカスタマイズすることができる。例えば、液滴（３０）は、球又は回転楕円体（完全に球ではなく）となるように配置することができる。特に、欠陥（３１，３２）が幅広の回転楕円体液滴（３０）の主（長）軸に沿って実質的に反対位置に配置された状態の幅広の回転楕円体構成を示すように液滴（３０）をカスタマイズすることができる。
【００９０】
各液滴（３０）内での欠陥（３１，３２）の作成により、画像メモリを有するディスプレイを採用し、従ってそれを容易にするための電気泳動材料（６）の粒子に対する２つの可能な位置が得られる。
表面アラインメント処理は、各液滴（３０）内で懸濁状態である電気泳動材料の粒子に適用することができる。電気泳動材料（６）の粒子に適用された表面処理は、液晶ダイレクタの接線成分を励起し、ここでもまた、粒子（６）の表面で傾斜又は平面アラインメントが得られるものであるべきである。電気泳動材料（６）の粒子の表面での２つの対向する欠陥（３３，３４）を促進するために表面アラインメント処理が用いられる。
【００９１】
図７に示すように、電気泳動材料（６）が液晶材料（２０）の塊内、すなわち、液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）から離れた位置に配置された時、システムは、液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）及び粒子（６）表面の欠陥のために特定の液晶欠陥エネルギを示す。システム内の総欠陥エネルギは、システム内の欠陥（３１，３２，３３，３４）の強度と位置の関数である。
電気泳動材料（６）の粒子は、液滴（３０）への電位の印加によって液滴（３０）内で移動するように働き掛けることができる。
粒子（６）の表面上の欠陥（３３，３４）が液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）の周辺部にある時は、欠陥間で相互作用が発生する。粒子（６）が液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）の周辺部にある時は、システム内の総液晶欠陥エネルギは、電気泳動粒子（６）が液晶材料（２０）の塊内、つまり、液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）から離れた位置にある時よりも低い。実際に、システム内の総液晶欠陥エネルギのこの低減は、粒子（６）表面上の欠陥（３３，３４）が互いに近づいた時に液滴内の欠陥（３１，３２）に引き付けられる傾向を生じる機構である。
【００９２】
従って、システム内の総液晶欠陥エネルギは、粒子（６）表面上の欠陥（３３，３４）と液滴内の欠陥（３１，３２）とが重ね合わされた時に最小限に抑えられる。この場合、液滴（３０）の幾何学形状及び粒子（６）が許す場合、欠陥によって占められる容積はゼロであるべきである。液滴（３０）の幾何学形状及び粒子（６）がより低い程度まで協働した場合、欠陥は、液滴内の小さいが明確な容積を占めるべきである。上述の配置のいずれにおいても、総液晶欠陥エネルギは最小限に抑えられ、また、欠陥は実質的に消滅する。これによって、電気泳動材料（６）の粒子は、液滴（３０）の内面に付着するように働きかけられるので、この地点から粒子（６）を移動させるように仕事を行わなければならない。
システムの総弾性エネルギは、粒子（６）が液滴（３０）の釣り合い点にある状態で最も高いことが判明しているので、粒子（６）が液滴（３０）のいずれかの端部に移動した時に小さくなる。
【００９３】
ディスプレイの作動を図８ａから図８ｄに示す。
特に図８ａを参照すると、印加された電位がない場合、システムは安定した状態を取り、電気泳動材料（６）の粒子は、一端、例えば液滴（３０）の上部に留まる。上方から見ると、電気泳動材料（６）の粒子は、下にある懸濁媒質（７）を曖昧にし、従って、液滴は、実質的に電気泳動材料（６）の粒子の色であるように見える。
【００９４】
特に図８ｂを参照すると、正しい極性を有した十分な大きさの電位（４０）の印加により、電気泳動材料（６）の粒子が液滴の上部から移動し、同時に、２つの欠陥ができて、１つの欠陥（３１）はその粒子が発生した位置に、別の欠陥（３２）は電気泳動材料（６）の粒子の表面上にある。粒子（６）は、印加された電位（４０）の影響を受けて液滴（３０）の底部に向けて移動する。電気泳動材料（６）の粒子が液滴（３０）の底部に到達すると、粒子表面上の欠陥（３４）と液滴（３０）の底部の欠陥（３２）とが重なり合う。この時、システム内の総液晶欠陥エネルギは、電気泳動粒子（６）が液晶材料（２０）の塊内、すなわち、液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）から離れた位置に配置された時よりも低い。重なり合った欠陥は、実質的に消滅する。電位（４０）が除去された時でさえも、粒子（６）は、液滴（３０）の底部に保持されている。上から見た時、懸濁媒質（７）は、電気泳動材料（６）の粒子を曖昧にし、従って、液滴は、実質的に懸濁媒質（７）の色であるように見える。
【００９５】
特に図８ｃを参照すると、マグニチュードの低い逆電位（４１）の印加は、粒子（６）を欠陥（３２）から離れた位置に置くには不十分であり、従って、粒子（６）は、欠陥（３２）の影響がある領域から除去されない。従って、電気泳動材料（６）の粒子は、場が除去された後に弛緩されて液滴（３０）の底部の位置に戻る。
特に図８ｄを参照すると、マグニチュードが大きい逆電位（４２）の印加により、電気泳動材料（６）の粒子が移動し、同時に、粒子（６）表面に欠陥（３４）と液滴（３０）の底部に欠陥（３２）とができて、粒子（６）は、引っ張られて欠陥（３２）の影響のある領域から出る。粒子（６）は、印加された電位（４２）の影響を受けて液滴（３０）上部の元の位置に戻る。粒子（６）が液滴（３０）上部に到達すると、２つの欠陥（３１，３２）は重なり合う。システム内の総液晶欠陥エネルギは、ここでもまた、電気泳動粒子（６）が液晶材料（２０）の塊内、つまり、液滴（３０）内の欠陥（３１，３２）から離れた位置に配置されている時よりも低い。重なり合った欠陥は、実質的に消滅し、粒子（６）は、その位置に保持される。
【００９６】
図７及び図８に示す実施形態では、電気泳動粒子（６）への表面アラインメント処理の適用により、粒子（６）の大きさに関係なく、欠陥（３３，３４）が粒子（６）の表面上の液晶材料に生成されることが保証される。従って、電気泳動材料（６）の粒子は、光学的散乱を最大にして高コントラストディスプレイをもたらすように最適サイズになるように配置することができる。
実際は、電気泳動材料（６）の粒子は、液滴（３０）の上部に位置する時に高程度の光学的散乱をもたらすのに十分な大きさであるように選択される。更に、粒子（６）は、液滴（３０）の上部に位置する時に下にある懸濁媒質を実質的に隠すのに十分な大きさであるべきであり、図８ａ及び図８ｄを参照することができる。しかし、電気泳動材料（６）の粒子が液滴底部に位置する時（図８ｂ及び図８ｃを参照することができる）、懸濁媒質（７）は、電気泳動粒子（６）を曖昧にすることができなければならず、これは、ディスプレイに選択された電気泳動材料（６）の粒子の大きさに影響を与える可能性がある。
【００９７】
一般的に、電気泳動粒子（６）の半径は、懸濁媒質（７）を適切に隠すことができるように、液滴（３０）の半径の少なくとも３０％であるように配置することができる。一般的に、電気泳動粒子（６）は、液滴（３０）の半径の約５０％の半径を呈する。液滴（３０）が回転楕円体である場合、半径は、欠陥（３１，３２）が配置される軸に垂直に測定するものとする。例えば、液滴（３０）が幅広の回転楕円体であり、かつ欠陥（３１，３２）が幅広の回転楕円体液滴（３０）の主（長）軸に沿って実質的に反対位置に配置された場合、液滴（３０）の半径は、液滴（３０）の小（短）軸に沿って測定するものとする。
【００９８】
電気泳動材料（６）の粒子の寸法は、ディスプレイ内の液晶（２０）における欠陥の形成に関連するエネルギバリアに影響を与える可能性がある。従って、電気泳動粒子（６）の大きさは、潜在的なエネルギバリア及びその結果ディスプレイ内の電位閾値に影響を与える場合がある。以上のことに注意して、ディスプレイ内の電位閾値を調節するように粒子サイズを選択することができる。
実際には、電気泳動材料（６）の粒子の半径は、自然発生する分布内にある可能性があり、これによって、本発明によるマイクロカプセル化表示装置は、ある一定範囲のグレーレベル（グレースケール）表示することができる。例えば、ディスプレイ内の各ピクセルは、複数の液滴（３０）を含むことができる。以上から、液滴（３０）内の電気泳動粒子（６）の分布により、液滴（３０）に関連する電位閾値での対応する分布が得られることになる。従って、ディスプレイ内の各ピクセルに適用される電位のマグニチュードは、そのピクセル内の光学的状態を変える液滴（３０）数を支配することになる。この例においては、各ピクセルの反射率は、ピクセル内の液滴数及び各ピクセルの光学的状態と関係がある。従って、ピクセルの反射率は、ピクセルに適用された電位のマグニチュードに比例し（光学的状態を変える液滴数を支配する）、その結果、各ピクセルは、ある一定範囲のグレースケールを表示することができる。
【００９９】
図７及び図８に示す本発明の実施形態は、非線形の電気光学的挙動を有する画像メモリを伴うディスプレイをもたらすが、液滴（３０）内の電気泳動材料（６）の粒子を移動させるのに必要な電位のある程度の非対称性を組み込み、正及び負極性の電位に対する非対称スイッチング閾値をもたらすアドレス指定を目的として有用であろう。上述のように、このような非対称性は、多重セルディスプレイの多重化マトリックスアドレス指定を容易にし、かつ、ディスプレイをアドレス指定するのに使用されるライン前方ブランキングとして公知の技術を可能にするものである。
【０１００】
明瞭さを期すために、本発明の実施形態の上述の説明では、ディスプレイに使用される特定の材料の言及を割愛している。
従来の液晶ディスプレイで使用される液晶材料及び関連の染料の多くは、本明細書で説明する本発明の実施形態で問題なく作動する。また、広範囲の油溶性染料のいずれも使用することができる。
適切な液晶材料の範囲には、ネマチック液晶が含まれる。例えば、表１．０に記載の「Ｍｅｒｃｋ（登録商標）」液晶混合物のいずれも本発明で使用することができる。
【０１０１】
（表１．０）
2005535913.tif 000003
【０１０２】
液晶材料は、ディスプレイに必要とされる性能特性に従って選択することができる。例えば、ディスプレイのスイッチング速度は、懸濁媒質（７）の粘性と関係があり、従って、高速のスイッチング速度を必要とする用途については、低粘性液晶材料が好ましいとすることができる。
懸濁媒質（７）に組み込まれる染料としては、ゲスト−ホストディスプレイシステムでの使用に適し、かつ、ディスプレイで使用される液晶材料（２０）に適合する任意の従来の染料を含むことができる（Ａ．Ｖ．Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ及びＶ．Ｇ．Ｒｕｍｙａｎｔｓｅｖ著「液晶における染料」、分子結晶及び液晶、１５０Ａ巻を参照）。
【０１０３】
適切な染料としては、アゾ染料及びアントラキノン染料がある。油溶性食品染料、医薬染料、化粧品染料も適用可能である。
同様に、従来の電気泳動ディスプレイで使用される材料の多くは、本明細書で説明する本発明の実施形態で問題なく機能する。
例えば、二酸化チタンＴＩＯ2は、従来の電気泳動ディスプレイの電気泳動材料粒子に一般的に使用されており、本発明の実施形態の電気泳動粒子（６）として使用することができる。二酸化チタンが電気泳動材料（６）粒子に一般的に使用されている理由の１つは、良好な光学的反射及び散乱特性を示すということである。代替的に、ディスプレイの性能仕様、例えば着色材料により、他の材料を電気泳動材料（６）の粒子に使用してもよい。特に、電気泳動材料の粒子は、反射面、例えば、反射性金属又は誘電表面コーティングが付加された小さなポリマー球面を有する球面を含むことができる。誘電コーティングの場合、コーティングは、反射性多層誘電スタックを含むことができる。
【０１０４】
上述のように、粒子（６）の表面での液晶材料（２０）の好ましいアラインメントを助けるために、また、粒子電荷を制御するために表面処理を電気泳動材料（６）の粒子に適用することができる。特定の効果を達成するために当業者に公知である従来の表面処理を電気泳動材料（６）の粒子に適用してもよい。一般的に、電気泳動材料（６）の粒子は、綿状沈殿を低減し、かつ表面アラインメント特性を与えるために、二酸化珪素ＳｉＯ2のコーティング及び有機コーティングを有することができる。更に別の例として、電荷及びアラインメントを制御するための適切な末端基による公知の手法を用いて、金属銀コーティングを有する粒子をチオールでコーティングすることができる。同様に、酸化物層を有する粒子をシランでコーティングすることもできる。
【０１０５】
図９を参照すると、電気泳動材料（６）の粒子は、光の散乱を最大にすることによって良好な反射率を実現するための複合粒子を含むことができる。図９に示す構成においては、電気泳動材料（６）の粒子は、結合剤（４６）内に配置された散乱粒子（４５）を含む。この配置の高度な反射特性は、複合粒子内の隣接粒子と下にある散乱粒子との間の多重散乱に帰することができる。従って、粒子（４７）に入射する光の大部分は、散乱して粒子（４８）から出る前に複合粒子内で散乱する。
【０１０６】
散乱粒子（４５）は、任意の従来の電気泳動材料、例えば、二酸化チタンＴｉＯ2を含むことができる。代替的に、散乱粒子（４５）は、漂白剤を組み込んだ小さなポリマー球面を含むことができる。適切な漂白剤としては、気孔（例えば、空気ポケット）及び粉砕ダイヤモンドがある。結合剤（４６）は、一般的に、散乱粒子（４５）と異なる屈折率を有する任意の実質的に透明な材料である。結合剤（４６）は、架橋ポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としてもよい。
【０１０７】
上記で言及した複合電気泳動粒子（６）は、二酸化チタン粒子を単量体システムに分散させることによって作製することができる。その後、単量体液滴が形成され、表面張力の作用により、単量体液滴と混合された適切な界面活性剤を有する水における乳化によって球形になる。その後、単量体液滴を硬化させる。単量体及び界面活性剤の慎重な選択により、複合電気泳動粒子（６）の表面での液晶固定条件を制御することができる。一般的に、界面活性剤は、硬化後及び全ての更なる処理の前に、完全に粒子（６）から取り除かなければならない。最終的な複合電気泳動粒子（６）は、本質的に疎水性とすることができ、又は、その後に疎水性の表面を達成するように処理することができ、これは、本明細書で説明する電気泳動ディスプレイ内への複合粒子（６）の組込みに有用である。
【０１０８】
複合電気泳動粒子（６）からの界面活性剤除去の代案として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のようなヒドロキシル官能基（ＯＨ）を組み込んだポリマー界面活性剤を使用する場合に、一般的には粒子表面から洗浄することができない残留ポリマー層を複合電気泳動粒子（６）の付加的なコーティングの基盤として使用することができる。ＯＨ官能基は、その数を問わず、異なるシラン複合物をポリマー粒子に付着させるために使用することができる。複合粒子の処理性は、シランの適切な選択によって変えることができる。同様に、粒子表面上の液晶固定条件及び電気泳動電荷をシラン複合物の適切な選択によって調節することができる。
【０１０９】
電気泳動材料（６）の粒子の寸法は、ディスプレイの作製に使用される材料及びディスプレイの性能仕様に関係するものとなる。従来の電気泳動ディスプレイにおいては、電気泳動材料（６）の粒子は、最大の光学的散乱を達成するために、ディスプレイに入射する光の波長とほぼ同じ大きさである。
複合電気泳動粒子の場合、散乱粒子（４５）は、最大の光学的散乱を達成するために、ディスプレイに入射する光の波長とほぼ同じ大きさであるべきである。更に、散乱粒子（４５）は、各複合電気泳動粒子内に良好に分散されるべきであり、散乱粒子（４５）の屈折率と結合剤（４６）の屈折率との間では大きな差異があるべきである。
【０１１０】
反射コーティングを有する粒子の場合、粒子の大きさは、一般的に、ディスプレイに入射する光の波長の少なくとも１０倍である。
実際には、電気泳動材料（６）の粒子の大きさ、又は複合電気泳動粒子の場合では散乱粒子（４５）の大きさは、後方散乱が保証されている限り、装置の光学的性能に極めて重要というものではない。
同様に、本発明のマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ内の液滴（３０）の寸法はまた、ディスプレイ作製で使用される材料及びディスプレイの性能仕様に関係することになる。
【０１１１】
図７及び図８に示す本発明のマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイについては、液滴（３０）は、長さが１μｍから３０μｍとすることができ、一般的に５μｍから２０μｍの範囲の長さを示すものである。特定の用途については、液滴（３０）は、１０μｍから１５μｍの範囲の長さを有するように選択することができる。液滴（３０）が回転楕円体である場合、液滴長は、欠陥（３１，３２）が配置される軸と平行に測定するものとする。例えば、液滴（３０）が幅広の回転楕円体であり、かつ欠陥（３１，３２）が幅広の回転楕円体液滴（３０）の主（長）軸に沿って実質的に反対側に配置される場合、液滴（３０）の長さは、液滴（３０）の主（長）軸に沿って測定するものとする。
【０１１２】
同様に、液滴（３０）内で懸濁状態である電気泳動材料（６）の粒子は、液滴径の０．２倍から０．８倍の範囲の直径を有することができる。一般的に、電気泳動材料（６）の粒子の径は、液滴径の０．３倍から０．７倍となる。特定の用途については、電気泳動材料（６）は、液滴（３０）の直径の０．４倍から０．６倍の範囲の直径を有することになる。液滴（３０）が回転楕円体である場合、液滴（３０）の直径は、欠陥（３１，３２）が配置される軸に垂直に測定するものとする。例えば、液滴（３０）が幅広の回転楕円体であり、かつ欠陥（３１，３２）が幅広の回転楕円体液滴（３０）の主（長）軸に沿って実質的に反対側に配置される場合、液滴（３０）の直径は、液滴（３０）の小（短）軸の直径となるように取るものとする。
【０１１３】
本発明によるディスプレイの実施形態は、懸濁媒質（７）と従来技術で従来的であるような透明絶縁基板（３ａ，３ｂ）間に挟まれた電気泳動材料（６）の粒子とを含むことができる（図１を参照）。基板は、剛性とすることができ、又は可撓性、例えばポリマー膜とすることができる。マイクロカプセル化電気泳動システム（図７及び図８を参照）の場合、カプセル材（３５）は、懸濁媒質及びその中に懸濁した電気泳動材料（６）の粒子の機械的支持部となることができる。この場合は、基板（３ａ，３ｂ）の一方又は両方を省くことができる。
例えば、本発明によるマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイにおいては、カプセル材（３５）は、液晶材料（２０）及び電気泳動材料（６）の粒子を含む液滴（３０）の機械的支持部の実質的に全てとなるように配置することができる。
【０１１４】
本明細書で説明する本発明の実施形態では、電気泳動材料（６）の粒子は、印加された電位によってディスプレイ内を移動するように働きかけられる。電位を印加するための手段は、表示を見ることができるように装置の１つの表面上に位置する少なくとも１つの実質的に透明な電極（４ａ，４ｂ）を含む従来の電極とすることができる。従って、本発明の実施形態では、従来のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電極を使用することができる。
代替的に、電位を装置に印加するために導電性ポリマー電極を使用することができる。導電性ポリマー電極は、ＩＴＯ電極よりも丈夫であり、ディスプレイが機械的曲げ力を受ける可能性がある用途において、又は、可撓性ディスプレイを考案する場合にも好ましいものである。
【０１１５】
本発明の更に別の実施形態では、装置の外部にある電極を通じてディスプレイに電位を印加することができる。装置を作動するのに必要とされる電界強度は、一般的に１〜１０ボルト／ミクロンの範囲に該当すべきである。更に、電位は、取外し可能な電極を通じて装置に外部的に印加される電界を含むことができる。この特定の構成においては、ディスプレイは、実質的に永久的な画像を記録するための表示装置として作動することができる。
【０１１６】
図７及び図８に示す本発明の実施形態に関しては、以下の処理を用いてマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを作製することができる。
マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ作製の第１の段階は、液滴（３０）に組み込むための電気泳動材料（６）の粒子を準備することである。マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイは、上述のように（図９を参照）、電気泳動材料（６）を含むことができ、このような粒子は、以下のように準備することができる。
【０１１７】
図１０ａを参照すると、良好な光散乱特性をもたらす粒子サイズ及び好ましくは珪素コーティング面を有する適切な等級の二酸化チタン（ＴｉＯ2）を選択する（５０）。疎水性特性を粒子（６）に与えるために二酸化チタンを処理する。例えば、従来のシラン化処理を使用することができる。これは、４００ｍｌの無水性シクロヘキサンで２０ｇの二酸化チタンを分散させ（５１）、その後、アルキル三塩化シラン（この場合は、０．２ｇのオクチル三塩化シラン）を分散液に加える（５２）ことによって達成される。システム内で確実に二酸化チタンを完全に分散させ、かつ二酸化チタン表面からオクチル三塩化シランを完全に反応させるために、これを４時間掛けて乳状にする（５３）。遠心分離機で二酸化チタン粒子をシクロヘキサンから分離させ（５４）、その後、新鮮なシクロヘキサンと混合させる（５５）。この処理を２度繰返し（５６）、オーブンで８０℃で１時間掛けて二酸化チタンを乾燥させる（５７）。この時、二酸化チタン粒子は、疎水性になっている（５８）。
【０１１８】
複合電気泳動粒子（６）作製の次の段階は、架橋剤及び開始剤（例えば、熱開始剤又は光開始剤）がある場合は光散乱粒子（４５）、この場合は二酸化チタンを非水溶性単量体内で分散させる（６０）ことである。散乱粒子が分散された単量体液滴を生成するために、適切な界面活性剤の水溶液で混合物を乳状にする（６１）。単量体の架橋を促進させるために開始剤を活性化させる（６２）。活性化は、熱開始剤の場合は加熱によって又は光開始剤の場合は電磁放射線によって行うことができる。
【０１１９】
図１０ｂを参照すると、この時点で疎水性である２０ｇの二酸化チタンを、４９ｇのメチルメタクリレートと２９ｇのネオペンチル・グリコール・ジメタクリレートと２ｇの熱開始剤過酸化ラウリルとの混合物に分散させる（６０）。この混合物を分子量１２５，０００のポリビニルアルコール１％溶液に乳状化にする（６１）。粒子サイズを制御するために、この乳状化段階の活性及び／又はポリビニルアルコール添加物の量を使用することができる。その後、この乳状のものを８０℃で１．５時間予熱オーブンに入れておく（６２）。オーブンから取り出して、生成物を遠心分離機に掛け（６３）、余分な水分を除去し、その後、粒子を淡水と再び混合させる（６４）。この処理を数回繰り返す。
【０１２０】
その後の処理を容易にし、粒子上の液晶のアラインメントを制御するために、複合電気泳動粒子（６）を更に処理することができる。以下の処理（６５）では、フェニルトリクロロシランのような複合電気泳動粒子上の界面活性剤へのシランの添加を可能にし、従って、その後の処理の制御及び粒子上の液晶アラインメントの制御もまた可能にする。複合電気泳動粒子を水と分離させ、水を乾燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と入れ替え、すすぎ及び分離をＴＨＦを用いて数回繰り返す。その後、ＴＨＦを乾燥シクロヘキサンと入れ替え、すすぎと分離を数回繰り返す。次に、複合電気泳動粒子（６）は、分離した粒子をその後にシクロヘキサン内のシランの混合物に加えることができるように、比較的水なしの環境にある。混合中は、複合粒子をこの混合物内に約一時間放置する。上述の場合のように、残留シランを除去するために、その後、シクロヘキサンとシランの混合物から複合粒子を分離させて、乾燥シクロヘキサンで数回すすぐ。最後に、自由に流れる粉体が得られるように、複合電気泳動粒子を温かいオーブンで乾燥させる（６７）。
【０１２１】
次の段階では、複合電気泳動粒子（６）を液晶液滴（３０）の中に分散させ、その後、ここにカプセル化された粒子（６）を含む自由流れ粉体を形成するために乾燥液滴（３０）をカプセル化する。従来のＴｉＯ2電気泳動粒子（６）又は複合電気泳動粒子（６）を使用することができる。
図１１を参照すると、これまでのカプセル化技術では、ゼラチン及びアラビアゴムを使用し、また、液晶をゼラチン溶液に勢い良く乳状化させる。疎水性複合電気泳動粒子（６）を液晶（２０）と混合させ、ゼラチン水溶液で混合物を乳状化させる（７２）。システムを更にアラビアゴム溶液と混合させて（７３、カプセル化処理を水での緩やかな希釈によって続行する（７６）。これによって、コアセルベート（コロイド状凝集）の層が液滴（３０）回りに沈殿する。この段階で、蛋白質鎖を架橋させるためにグルテルアルデヒド溶液をシステムに添加し（７８）、架橋処理が進行する間にゼラチンをゲル化するためにシステムを冷却する（７９）。その後、乾燥した自由流れ粉体を生成するために、液晶（２０）及び電気泳動粒子（６）を含むこれらの硬化したカプセル（８５）を噴霧乾燥させる。
【０１２２】
カプセル化技術を他のコアセルベーション段階を含めて修正することができる。図１２を参照すると、ゼラチン水溶液で液晶（２０）及び電気泳動粒子（６）を乳状化させる（７２）。システムを更にアラビアゴム溶液と混合させる（７３）。本発明のこの実施形態では、エマルジョンのｐＨを上げ（７５）、水で希釈して（７６）エマルジョンのｐＨを下げる（７７）ことによってカプセル化処理を続行する。これによって、コアセルベート（コロイド状凝集）の層が液滴（３０）回りに沈殿する。この段階で、蛋白質鎖を架橋させるためにグルテルアルデヒド溶液をシステムに添加し（７８）、架橋処理が進行する間にゼラチンをゲル化するために冷却させる（７９）。その後、乾燥自由流れ粉体を生成するために液晶（２０）を含むこれらの硬化したカプセル（８５）及び電気泳動粒子（６）を噴霧乾燥させる（８０）。
【０１２３】
乳状化手法は、これまでのゼラチン及びアラビアゴムカプセル化処理に基づくものである。具体的には、１ｇの高ブルーム強度ゼラチン（等電点ｐＨ８）を２５ｍｌの水に５０℃で溶解させる。同時に、１ｇのアラビアゴムを５０ｍｌの水に５０℃に溶解させて片側に寄せる。同時に、先に生成した（図１０を参照）ポリネチルメタアクリレートに分散させた１０ｇの乾燥二酸化チタン粒子を、２％（重量比）の油溶性（非水溶性）二色染料又は１−ヒドロオキシ−４［（４−メチルフェニル）アミノ］−９、１０−アントラセンジオンなどの染料が溶解した２０ｇの選択された市販の液晶（表１．０に記載の「Ｍｅｒｃｋ（登録商標）」液晶混合物）のいずれかなど）に完全に分散させる。粒子（６）と液晶（２０）の混合物を２５ｍｌのゼラチン水溶液にゆっくりと添加し、混合を続行する。得られたエマルジョンに、水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを１２に上げる。その後、アラビアゴム溶液をエマルジョンと混合させる。その後、エマルジョンをより大きなビーカに移し、全ての先の段階と同じように、５０℃に保持すると同時にゆっくりと混合を続行する。次に、５０℃の２００ｍｌの水をシステムに添加して、完全に混合するまで掻き混ぜる。次に、この時点で、酢酸の１０％溶液をｐＨ４．７になるまで液滴下して乳状にする。これによって、液滴液及び液滴（３０）回りの蛋白質層の形成が開始される。カプセル壁部を架橋させるためにエマルジョンに０．３５ｇの５０％グルテルアルデヒド溶液を添加し、次に、温度を３０分掛けて１０℃に下げる。次に、エマルジョンのｐＨを１１に上げる。次に、エマルジョンが混ざり合うように少なくとも１２時間放置し、次に、システムの温度を室温に上げる。得られた硬化したカプセル（８５）を標準的な手法を用いて乾燥させると、自由流れ粉体が得られる。
【０１２４】
上述の技術は、液晶材料（２０）の液滴（３０）のアラビアゴムによるカプセル化技術を説明している。適切なカプセル化技術の選択については、表２．０に引用した文献に更に説明されている。
【０１２５】
（表２．０）
2005535913.tif 000004
【０１２６】
しかし、本発明のマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを作製するために任意の適切なカプセル化技術を使用することができる。
マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ作製の最終段階は、硬化カプセル（８５）をバルクカプセル材（３５）に組み込んで表示装置を形成することである。
図１３を参照すると、硬化カプセル（８５）の粉体を、硬化時に低い収縮を示すバルクカプセル材（３５）に分散させる。カプセル材（３５）は、高密度のカプセル（８５）をもたらす低粘性かつ紫外線（ＵＶ）又は熱硬化可能結合剤を含むことができる。尚、この時点でカプセル（８５）は球とすることができ、又は回転楕円体、例えば幅広の回転楕円体とすることもできる。
【０１２７】
次に、この分散液を電極パターンを組み込んだ２つの基板の間に入れる（９１）。カプセル（８５）を適切に整列させるために電界又は磁界をシステムに印加する（９２）。例えば、カプセル（８５）が幅広の回転楕円体であり、かつカプセル（８５）内の液晶（２０）を幅広の回転楕円体カプセル（８５）の長軸と整列させた場合、カプセル（８５）は、基板に垂直な長軸と整列されるべきである。バルクカプセル材（３５）を硬化させる（９３）ことにより、整列されたカプセルがカプセル材（３５）内に固定される。
【０１２８】
具体的には、分散液をガラス上のインジウムスズ酸化物のような電極である基板上にコーティングする。導電性反射面が得られるようにこの電極をパターン形成することができ、また、金属とすることができる。コーティング層は、一般的に、カプセル（８５）１つから２つ分の深さであり、カプセル（８５）は、一般的に約１０μｍである。この層の上に透明電極である別の基板を積層し、この透明電極はまた、他方の電極パターンと共にピクセルのマトリックスアレイが生成されるようにパターン形成することができる。次に、カプセル（８５）の向きを基板間の電界の印加によって整列させる。代替的に、磁界によってこれを行うことができる。アラインメント後に、紫外線への露光によってカプセル材（３５）を硬化させる（９３）。
【０１２９】
代替的に、カプセル（８５）を整列させる段階（９２）及びバルクカプセル材（３５）を硬化させる段階を入れ替えることができる。この実施形態では、例えばシリコーンエラストマーシステムである熱硬化低収縮弾性カプセル材（３５）、例えば「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８２」を使用することができる。この場合、膨張係数の高い基板を使用する。硬化後に基板が収縮すると、基板の平面でカプセル材（３５）が圧縮される。これによって、カプセル材（３５）内のカプセル（８５）は、強制的に基板に垂直な長軸を有する幅広の回転楕円体形状にされる。次に、公称平面表面固定条件のためにいわゆる「ブージャム」構成であるカプセル材内の液晶（２０）は、幅広の回転楕円体カプセル（８５）の長軸と整列される。本発明のこの実施形態では、カプセル材（３５）の熱膨張係数より大きくなるように基板の熱膨張係数を選ばなければならない。使用時には、カプセル材（３５）は、確実に幅広の回転楕円体カプセル（８５）が幅広の回転楕円体形状のままであるようにするために、基板の平面で圧縮されたままでなければならない。
【０１３０】
上述の効果を達成する別の方法は、カプセル材（３５）を硬化させる前に伸ばすことができる弾性基板を使用することである。本発明のこの実施形態では、カプセル材（３５）を硬化させる前に基板を伸ばす。次に、基板は、カプセル材（３５）が硬化した後に自然収縮する。上述の場合のように、硬化後に基板が収縮すると、基板の平面でカプセル材（３５）が圧縮される。これによって、カプセル材（３５）内のカプセル（８５）は、強制的に長軸が基板に垂直な幅広の回転楕円体形状になる。上述の場合のように、シリコーンエラストマーシステム、例えば「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８２」をこの実施形態で使用することができる。ここでもまた、カプセル材（３５）は、確実にカプセル（８５）が幅広の回転楕円体形状のままであるようにするために、基板の平面で圧縮されたままである。
【０１３１】
カプセル（８５）を構成する更に別の技術は、バルクカプセル材が硬化した後に分散液の特性を修正することである。本発明のこの実施形態では、分散液を基板上にコーティングし、バルクカプセル材（３５）を硬化させることにより、カプセル（８５）を移動不能にして基板に結合する。この段階で、カプセル（８５）は球であってもよく、又は、不規則に向いた回転楕円体としてもよいことに注意すべきである。硬化中に、バルクカプセル材が収縮する可能性があり、これによって、バルクカプセル材（３５）内のカプセル（８５）は、強制的に長軸が基板に垂直な幅広の回転楕円体形状になる場合がある。しかし、カプセル材のこの好ましくない構成は、この中間的な処理段階では重要ではない。硬化後に、カプセル材（３５）を拡張させるために、例えば、拡散によってバルクカプセル材（３５）に適切な材料が導入される。硬化中にバルクカプセル材（３５）が基板に結合したことから、カプセル材（３５）を基板の平面と実質的に垂直な方向にのみ拡張することができる。従って、カプセル材（３５）が拡張することにより、カプセル（８５）は、強制的に長軸が基板に垂直な幅広の回転楕円体形状になる。
【０１３２】
前と同様に、例えばシリコーンエラストマーシステムである熱硬化低収縮弾性カプセル材（３５）、例えば「Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８２」を使用することができる。シリコーンエラストマーの場合、エラストマーを拡張させるためにエラストマーにシリコーン油を拡散させることができる。実際には、シリコーン油を硬化したシリコーンエラストマーに拡散させる段階は、エラストマーをシリコーン油に浸漬する段階を含む。硬化シリコーンエラストマー内での良好な拡散を保証するために、低いモル質量シリコーン油を使用することができる。
【０１３３】
図１４を参照すると、本発明の１つの態様によるマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ（１００）の一部分の概略断面図が示されている。マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ（１００）は、複数の液晶液滴（３０）を含み、各液滴には、電気泳動粒子が分散されている。カプセル材（３５）を用いて、２つの実質的に平行な基板（１０１ａ，１０１ｂ）の間に液滴（３０）をカプセル化する。図１４に示す特定の構成においては、液滴（３０）は、液滴（３０）の長軸が基板（１００ａ，１００ｂ）と実質的に直交する幅広の回転楕円体構成を示す。また、マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ（１００）は、基板（１０１ａ，１０１ｂ）の内面に配置されたストリップ状の電極（１０２，１０３）を含む。使用時には、電界をディスプレイ（１００）内の液滴（３０）に印加するための電極を使用する。
【０１３４】
図１４に示す本発明の実施形態では、電極（１０２，１０３）は、ディスプレイ内で行及び列に配置される。具体的には、第１の基板（１０１Ａ）に隣接する電極（１０２）は、行に配置され、第２の基板に隣接する電極（１０３）は、列に配置される。一般的に、行の電極（１０２）と列の電極（１０３）は、互いに実質的に垂直になるように配置される。
行及び列の電極のこの配置により、ディスプレイ（１００）内にアドレス可能な画像素子（ピクセル）のマトリックスが得られる。行の電極（１０２）と列の電極（１０３）との交差によって各ピクセルが形成される。各ピクセルは、電気泳動粒子（６）が配置されている少なくとも１つの液晶液滴（３０）を含む。液滴（３０）内の電気泳動粒子（６）は、そのピクセルの対応する行と列の電極の間に印加される電位によって制御可能である。従って、ディスプレイ（１００）内のピクセルのマトリックスアドレス指定が容易にものとなる。実際には、各ピクセルは、複数のこのような液滴（３０）を含むことができ、それによって各ピクセルは、ある一定範囲のグレーレベル（グレースケール）を表示することができる。電極（１０２，１０３）の少なくとも一方は、下にある液滴（３０）／電気泳動粒子（６）が目で見えるように透明とすることができる。
【０１３５】
図１４に示す液晶液滴（３０）は、カプセル材（３５）内に分散されたカプセル（８５）を含むことができることに注意すべきである。更に、マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ（１００）は、基板（１０１Ａ，１０１ｂ）の間の層が一般的にカプセル（８５）１つ又は２つ分の深さとなるように構成することができる（明瞭さを期すために、単一のカプセルの深さを示す）。
上述の装置内の電極の介在にも関わらず、上述のマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイ（１００）は、装置の外部にある電極を通じてディスプレイに印加された電位を用いて作動することができる。更に、電位は、取外し可能な電極を通じて装置に外部的に印加される電界を含むことができる。
【０１３６】
明瞭さを期すために、図１４においては、第１の電極（１０３）によってアドレス指定される電気泳動セル（ディスプレイ（１００）の左側のセル）は、完全に切り換えられた状態で示されており、一方、第２の電極（１０３）によってアドレス指定される隣接する電気泳動セルは、部分的に切り換えられた状態で示されていることに注意すべきである。このようにして、ある一定範囲のグレーレベルをディスプレイ（１００）において得ることができる。
【０１３７】
本発明の実施形態で使用される染料の種類に関しては、一般的に、液晶に溶けることができる全ての染料が本明細書で説明した本発明の実施形態で有用である。更に、装置内で所要の色、例えば黒色を作るために、染料の任意の組合せを使用することができる。
本明細書で説明した本発明の実施形態での使用に適切な染料の選択を表３．０で特定する。
【０１３８】
（表３．０）
2005535913.tif 000005
【０１３９】
本発明による泳動表示装置の上述の実施形態は、主として電気泳動挙動に関して説明した。しかし、先に強調したように、磁気泳動挙動も本明細書で説明した実施形態に等しく適用可能である。実際には、磁気泳動作動を先の実施形態における電気泳動作動の代用として使用することができる。代替的に、本明細書で説明した装置のディスプレイ状態を変えるために、磁気泳動作動及び電気泳動作動を組み合わせて用いることができる。
【０１４０】
磁気泳動挙動を上述の実施形態のいずれかに組み込むためには、単に、磁性又は強磁性を有する泳動粒子の使用が必要なだけである。泳動粒子は、次に、電界について上述したものと類似の方法で印加された磁界に応答するであろう。例えば、本発明による磁気泳動ディスプレイにおいては、ディスプレイ状態は、所定の場の強度を有する磁界をディスプレイに印加することによって切換可能である。磁界は、永久磁石によってもたらすことができ（例えば、磁石が先端に取り付けられたペン又は針という形態で）、又は、電磁的に生成することができる。上述の場合のように、泳動粒子は、印加された場（前と同様に電界又は静電場ではなく磁界であるが）の影響を受けて装置内で移動するであろう。
液晶材料（２０）内の回位から生じる上述の閾値化効果は、電気泳動セルについて上述したものと類似の方法で磁気泳動セル内で作用するであろう。従って、上述の閾値化効果から生じる本明細書で説明した利点は、電気泳動ディスプレイの場合と同じ方法で磁気泳動ディスプレイに対しても与えられるであろう。
【０１４１】
電気泳動挙動及び磁気泳動挙動の両方を示す混成表示装置は、更に別のスイッチングの組合せを提供する。例えば、このような混成ディスプレイは、先端に磁石が取り付けられたペン又は針からの局所的磁界を用いて空間的に切り換えることができる。しかし、その後、ディスプレイ全体に電気泳動を印加することによって表示を削除することができ、これによって、純粋に電気泳動のディスプレイにおけるのと同様に、泳動粒子が１つの状態に切り換えられることになる。更にこのようなディスプレイ上に書かれた情報は、ディスプレイ状態間で切り換わる装置によって誘発された小さな電流パルスを検知することによって記録することができるであろう。この検知は、パターン化された電極をディスプレイに組み込み、一度に１ラインずつ画像を削除することによって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】従来技術に共通する従来の電気泳動ディスプレイの概略断面図である。
【図２】英数字を表示するための従来の電気泳動ディスプレイの概略図である。
【図３】ディスプレイに電位を印加するための手段が明瞭を期すために図から省略された、本発明による電気泳動ディスプレイに適切な表面レリーフの概略図である。
【図４】電気泳動セルが単一の欠陥及び泳動粒子を含む例を示す、欠陥からの距離の関数としての本発明による電気泳動セル内の弾性エネルギのグラフを示す図である。
【図５】ディスプレイに電位を印加するための手段が明瞭さを期すために図から省略された、本発明による双安定電気泳動ディスプレイの概略断面図である。
【図６】電気泳動セルが２つの対向する欠陥とその間に配置された単一泳動粒子とを含む例を示す、２つの対向する欠陥間の距離の関数としての本発明による双安定電気泳動セル又は多重安定電気泳動セル内の弾性エネルギのグラフを示す図である。
【図７】明瞭さを期すためにディスプレイ内の単一のマイクロカプセル化液滴が示され、マイクロカプセル化液滴内及び電気泳動材料の粒子上の液晶ダイレクタアラインメントが示されている、本発明によるマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイの概略断面図である。
【図８】明瞭さを期すためにディスプレイ内の単一のマイクロカプセル化液滴が図８ａから図８ｄの各々において示されている、作動中のマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイの概略断面図である。
【図９】複合電気泳動粒子の概略断面図である。
【図１０】図１０ａが疎水性特性を電気泳動材料の粒子に与えるための処理を示す流れ図、図１０ｂが図１０ａの処理によって生成されたものに親水性粒子を組み込む複合電気泳動粒子を作製するための処理を示す流れ図である、マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイに組み込むための電気泳動材料の粒子を準備するための処理を示す図である。
【図１１】マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイで使用される液晶を含む（電気泳動粒子が分散された）カプセルを準備するための処理を示す流れ図である。
【図１２】マイクロカプセル化電気泳動ディスプレイで使用される液晶を含む（電気泳動粒子が分散された）カプセルを準備するための別の処理を示す流れ図である。
【図１３】図１２の処理によって生成されたカプセルを組み込むマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイを作製するための処理を示す流れ図である。
【図１４】本発明によるマイクロカプセル化電気泳動ディスプレイの一部分の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
６  泳動粒子
７  懸濁媒質
２０  液晶材料
２１  欠陥
【図１】
2005535913.tif 000006
【図２】
2005535913.tif 000007
【図３】
2005535913.tif 000008
【図４】
2005535913.tif 000009
【図５】
2005535913.tif 000010
【図６】
2005535913.tif 000011
【図７】
2005535913.tif 000012
【図８】
2005535913.tif 000013
【図９】
2005535913.tif 000014
【図１０ａ】
2005535913.tif 000015
【図１０ｂ】
2005535913.tif 000016
【図１１】
2005535913.tif 000017
【図１２】
2005535913.tif 000018
【図１３】
2005535913.tif 000019
【図１４】
2005535913.tif 000020
【国際調査報告】
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2005535913.tif 000022
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