(57)【要約】本発明は、明確に定義された形状、大きさ、アスペクト比の分離されたセルを有する電気泳動式ディスプレイに関する。セルは、内部に凸形状の副構造体を有し、誘電性溶媒に分散されている帯電された顔料粒子が充填されている。ディスプレイは、向上したコントラスト比とせん断圧や圧縮圧に対する抵抗とを示す。ディスプレイは、従来の上下切替型、面内切替型、二重切替型である。
2005502087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動式ディスプレイであって、
（ａ）透明な最上層と、
（ｂ）明確に定義された大きさ、形状、アスペクト比を有する複数の分離されたセルであって、
内部に凸形状の副次的な構造体を有し、且つ、誘電性溶媒または溶媒混合物に分散されている帯電された顔料粒子が充填されているものと、
（ｃ）最下層とを有する電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２】
上記凸形状の副次的な構造体が、不連続の構造体である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項３】
上記不連続の構造体が、円柱形状、円筒形状、楔形状、または十字形状である請求項２の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項４】
上記凸形状の副次的な構造体が、連続の構造体である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項５】
上記連続な構造体が、壁状または格子状である請求項４の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項６】
上記凸形状の副次的な構造体の最上端と透明な最上層との間にギャップが存在する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項７】
上記ギャップが、約３〜約５０ミクロンである請求項６の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項８】
上記ギャップが、約５〜約３０ミクロンである請求項７の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項９】
上記ギャップが、約１０〜約２０ミクロンである請求項８の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１０】
上記副次的な構造体が、円形、正方形、長方形、または楕円形の断面を有する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１１】
上記凸形状の副次的な構造体が、約３〜約５０ミクロンの範囲の直径または幅を有する請求項３の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１２】
上記凸形状の副次的な構造体が、約５〜約３０ミクロンの範囲の直径または幅を有する請求項１１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１３】
上記凸形状の副次的な構造体が、約８〜約２０ミクロンの範囲の直径または幅を有する請求項１２の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１４】
上記ディスプレイが、セルあたり平均して少なくとも一つの凸形状の副次的な構造体を有する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１５】
一部の上記セルが、内部に副次的な構造体を有していない請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１６】
上記副次的な構造体の最上面が、任意の形状であり、且つ、上記構造体の最下面より大きくない請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１７】
凸形状の副次的な構造体と任意のセルの壁との間の最小の距離が、セルの高さの３倍より小さい請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１８】
凸形状の副次的な構造体と任意のセルの壁との間の最小の距離が、セルの高さの２倍より小さい請求項１７の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項１９】
複数のセルが、異なる大きさや形状のセルを有する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２０】
セルが非球形である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２１】
セルが、約１×１０２〜約１×１０６μｍ２の範囲の開口面積を有するマイクロカップから形成されている請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２２】
セルが、約１×１０３〜約１×１０５μｍ２の範囲の開口面積を有するマイクロカップから形成されている請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２３】
セルが、円形、多角形、六角形、長方形、または正方形の開口を有するマイクロカップから形成されている請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２４】
セルが、約５〜約２００ミクロンの範囲の深さを有する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２５】
セルが、約１０〜約１００ミクロンの範囲の深さを有する請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２６】
全体に対するセルの開口面積比が約０．０５〜約０．９５である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２７】
全体に対するセルの開口面積比が約０．４〜約０．９である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項２８】
上記最上層と最下層との両方が電極プレートであり、上記ディスプレイが上下切替型である請求項１のディスプレイ。
【請求項２９】
上記透明な最上層が電極プレートであり、上記最下層が絶縁層であり、上記ディスプレイが面内切替型である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項３０】
上記最上層と最下層との両方が電極プレートであり、上記ディスプレイが二重切替型である請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【請求項３１】
上記凸形状の副次的な構造体が着色されている請求項１の電気泳動式ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
ａ）発明の分野
本発明は、形状、大きさ、アスペクト比が明確に定義された分離セルを有する改良された電気泳動式ディスプレイに関するものであり、セルは内部に凸形状の副次的な構造体（副構造体）を有し、誘電性溶媒に分散されている帯電された粒子が充填されている。
【０００２】
ディスプレイは、従来の上下切替型や面内切替型や二重切替型である。
【０００３】
ｂ）従来技術の説明
電気泳動式ディスプレイ（ＥＰＤ）は、色付けされた誘電性溶媒に懸濁している帯電された顔料粒子に影響を与える電気泳動現象に基づいた非放射型デバイスである。この一般的なタイプのディスプレイは、１９６９年に最初に提案された。ＥＰＤは、通常、間隔をあけて対向した一対のプレート状の電極とともに、電極の間を特定の距離に決定するスペーサとを有する。少なくとも１つの電極、一般的に表示側は透明である。受動型のＥＰＤの場合、最上部（表示側）の列電極や円柱電極と最下部のプレートとがディスプレイを駆動させるために必要である。一方、能動型のＥＰＤは、最下部プレート上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のアレイと、最上部の表示基板上にパターン形成されていない透明な導体プレートとが必要とされる。電気泳動流体は、色付けされた誘電性溶媒とその内部に分散された帯電された顔料粒子から構成されており、２つの電極の間に囲まれている。
【０００４】
２つの電極の間に電圧差が課されている場合、顔料粒子は、顔料粒子の極性と反対の極性のプレートに引き寄せられることによって移動する。したがって、透明プレートで見える色は、選択的にプレートが帯電されることによって決定され、溶媒の色または顔料粒子の色のいずれかである。プレートの極性が逆転することにより、粒子は反対のプレートに戻り、色も戻る。透明プレートで中間的な粒子密度となることによって生じた中間色の濃さ（または灰色の濃さ）は、ある電圧の範囲内でプレートの帯電を制御することによって得られる。
【０００５】
異なる画素のＥＰＤやセル構造体は、従来から報告されており、例えば、パーティション型ＥＰＤ（エム．エー．ホッパー（Ｍ．Ａ．Ｈｏｐｐｅｒ）、ヴィ．ノボトニー（Ｖ．Ｎｏｖｏｔｎｙ）、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒ．Ｄｅｖ．，２６（８）：１１４８−１１５２（１９７９））や、マイクロカプセル型ＥＰＤ（米国特許第５，９６１，８０４号、第５，９３０，０２６号）がある。しかしながら、これらには、それぞれに以下に記載されている問題がある。
【０００６】
パーティション型ＥＰＤにおいて、堆積などの好ましくない粒子の移動を防止するために、小さいセル内の空間を分割するパーティションが２つの電極の間に存在する。しかしながら、パーティションの形成、ディスプレイに流体を充填するプロセス、ディスプレイ内に流体を閉じ込めるプロセス、異なる色の懸濁液を他から分離して維持するプロセスを含む、多くの局面で困難に直面する。
【０００７】
マイクロカプセル型ＥＰＤは、実質的に、内部に誘電性流体の電気泳動組成物と、誘電性溶媒と視覚的に対称な帯電された顔料粒子の分散液とを有する二次元配列されたマイクロカプセルを有する。マイクロカプセルは、一般的に、実用的なコントラスト比を得るために、水溶性の溶剤内で作製され、それらの平均粒子サイズは、相対的に大きい（５０〜１５０ミクロン）。マイクロカプセルのサイズが大きいために、引掻き抵抗が小さくなり、また、大きいカプセルに必要な対向する２つの電極のギャップが大きくなるため、所定の電圧に対する反応時間が遅くなる。また、水溶性溶剤内で作製されたマイクロカプセルのシェルは、通常親水性であるため、高温高湿度の環境に対して敏感である。これらの欠点を取り除くために、マイクロカプセルが大量のポリマーマトリックスに組み込まれた場合、マトリックスを使用することにより、反応時間はより遅くなりまたコントラスト比もより低くなる。このタイプのＥＰＤは、多くの場合、切替速度を向上させる帯電制御剤を必要とする。しかしながら、水溶性溶剤内でのマイクロカプセル化プロセスは、このタイプの帯電制御剤の使用を制限する。マイクロカプセルシステムに関連する他の欠点には、低解像度やカラーアプリケーションのアドレス指定能力を低下させることが含まれる。
【０００８】
近年、改良されたＥＰＤ技術が、同時継続出願である米国特許、２０００年３月３日に出願された第０９/５１８，４８８号（ＷＯ０１/６７１７０に対応）、２００１年１月１１日に出願された第０９/７５９，２１２号、２０００年６月２８日に出願された第０９/６０６，６５４号（ＷＯ０２/０１２８０に対応）、２００１年２月１５日に出願された第０９/７８４，９７２号に開示されており、全てが参照として本明細書に組み込まれている。改良されたＥＰＤは、明確に定義された形状、大きさ、アスペクト比であるマイクロカップから形成され、誘電性溶媒に分散された帯電された顔料粒子が充填されている複数の閉じたセルを有する。電気泳動流体は、各セルに分離されシールされている。
【０００９】
マイクロカップ構造体により、構成に融通がきく、能率的なロールツーロール式の連続製造プロセスをＥＰＤの作製に用いることができる。ディスプレイは、例えば、以下のように、ＩＴＯ/ＰＥＴなどの導体膜の連続したウェブ上に作製される。（１）ＩＴＯ/ＰＥＴ膜上に放射線硬化性組成物を塗布する。（２）マイクロカップ構造体をマイクロエンボス加工やフォトリソグラフィック法によって形成する。（３）マイクロカップに電気泳動流体を充填してマイクロカップをシールする。（４）シールされたマイクロカップと別の導体膜とを積層させる。（５）所望の大きさまたは組立てに適した形状にディスプレイをスライスするまたはカッティングする。
【００１０】
このＥＰＤのデザインの一つの利点は、マイクロカップの壁が、事実上、最上部と最下部の基板を一定の距離をあけて維持する組み込み型のスペーサであることである。マイクロカップディスプレイの機械的特性や構造的統一性は、スペーサ粒子を用いて製造されたものも含む従来のディスプレイに比べて極めて優れている。加えて、マイクロカップを有するディスプレイは、ディスプレイが曲げられる、または巻かれる、若しくは、例えばタッチスクリーンアプリケーションから圧縮圧力を受けた場合でも信頼できる表示性能を含む好ましい機械的特性を有する。マイクロカップ技術を用いることにより、ディスプレイパネルの大きさを制限して特定し、また、所定の部分にディスプレイ流体を閉じ込めるエッジシール接着剤の必要がなくなる。エッジシール接着剤によって作製される従来のディスプレイのディスプレイ流体は、ディスプレイが形状がある形状に切断される、または、ディスプレイを貫く孔が形成されると完全に漏れ出る。損傷したディスプレイは、もはや機能しない。対称的に、マイクロカップ技術によって作製されたディスプレイのディスプレイ流体は、分離したセルそれぞれに密閉されている。マイクロカップディスプレイは、能動部内のディスプレイ流体が損失することによって表示性能を損なう危険がなく、略任意の形状に切断される。言い換えると、マイクロカップ構造体により、構成に融通が効くディスプレイ製造プロセスが可能になり、そのプロセスは、所望の大きさや構成に切断可能な大きいシート状態で連続して出力されるディスプレイを生産する。分離したマイクロカップやセル構造体は、特に、色や切替速度などの特定の特性が異なる流体がセルに充填される場合に重要となる。マイクロカップ構造体でない場合、隣り合う部分の流体が、混合する又は作動中にクロストークを受けることがあり、これらを防止するのは困難である。
【００１１】
高コントラスト比を達成するには、幅広なマイクロカップから形成され、幅狭なパーティションを有するセルが好ましい。これにより、セルの開口面積比（すなわち、全面積に対するセルの開口面積）が大きくなり、その結果、不活性壁を介して漏れ出る光が減少する。セルの開口比が増加するに従ってディスプレイの解像度は減少するが、費用効果が最も優れた一つの方法として幅広いセル（最大でも約３００ミクロン）を用いることにより、特に、低解像度でモノクロのアプリケーションに対して高コントラスト比を達成することができる。しかしながら、開口面積比が増加するに従い、例えば、タッチスクリーンパネルの鋭い針によって加えられる圧縮力やせん断力に対抗する抵抗が著しく減少する。また、開口比が増加するに従い、セル内で対流などの好ましくない粒子の移動が著しく起こり、ディスプレイのコントラスト比が事実上減少する。好ましくない移動が過剰に起こると、ディスプレイの画像の均一性が低下する。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、マイクロカップ技術を用いている改良されたＥＰＤに使用される。ディスプレイは、明確に定義された形状、大きさ、アスペクト比のマイクロカップから作製された、分離されたセルを有する。セルは、内部に凸形状の副次的な構造体（副構造体）を有し、誘電性溶媒に分散されている帯電された顔料粒子が充填されている。
【００１３】
ディスプレイは、従来の上下切替型、または面内切替型、若しくは二重切替型である。従来の上下切替型または二重切替型のディスプレイは、最上部の透明な電極プレートと、最下部の電極プレートと、２つの電極プレートの間に囲まれた複数の分離されたセルとを有する。面内切替型ディスプレイにおいて、セルは、最上部の電極プレートと最下部の絶縁層との間に挟まれている。セルの内部には、最下部層から立設している凸形状の副構造体が存在する。それらは、円柱形状、円筒形状、楔形状、十字形状などの不連続な構造体、または、壁や格子などの連続した構造体である。しかしながら、副構造体は、最上部の透明層とは接触していない。言い換えると、構造体の最上端と最上部の透明層の間にギャップが存在する。凸形状の副構造体の最上端と最上部の透明表示層の間の距離は、通常、約３〜５０ミクロン、好ましくは約５〜３０ミクロン、更に好ましくは約１０〜２０ミクロンが良い。連続した副構造体の上面はどのような形状でもよく、また、平面であって構造体の下面より大きくないものが好ましい。凸形状の副構造体の断面はどのような形状でも良く、そこには、円形、正方形、長方形、楕円形または他の形状が含まれる。
【定義】
【００１４】
本明細書内において他の定義がなされない限り、本明細書の全ての技術用語は、当業者が一般的に使用し、また理解される従来の定義に基づいて使用されている。
【００１５】
「マイクロカップ」は、マイクロエンボス法または像様露光によって形成されたカップ状の窪みを言う。
【００１６】
「セル」は、本発明において、シールされたマイクロカップから形成されている単一のユニットを意味する。セルには、溶媒または溶媒混合物に分散している帯電した顔料粒子が充填されている。
【００１７】
「明確に定義された」とは、マイクロカップやセルを説明する際、マイクロカップやセルが、製造プロセスの特定のパラメータに基づく具体的な形状、大きさ、アスペクト比を有することを示すために使用される。
【００１８】
「アスペクト比」は、電気泳動ディスプレイの分野において一般的に知られている。本明細書において、マイクロカップの幅に対する深さの比、または、長さに対する深さの比を言う。
【００１９】
「分離」は、一つのセルに入れられている電気泳動組成物が他のセルに移動しないように個々にシール層にシールされている電気泳動セルに対して使用される。
【好適な実施形態】
【００２０】
本発明の電気泳動式ディスプレイ（１００）は、図１に示すように、最上部の透明層（１０１）と、一つの最下部の層（１０２）と、２つの層の間に囲まれた分離されたセル（１０３）の層とを有する。最上部の透明層（１０１）は、ＩＴＯやＰＥＴなどの透明な導体膜である。セル（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）は、誘電性溶媒（１０５）に分散している帯電された粒子（１０４）が充填されており、シール層（１０６）にシールされている。最上部の透明層は、通常、接着剤層とともに密閉されたセル上に積層されている。
【００２１】
面内切替型ディスプレイにおいて（図１ａ）、最下部の層（１０２）は絶縁基板であり、最上部の電極プレート（１０１）は、面内電極（１１０ａ、１１０ｂ）と、２つの面内電極の間にあってギャップ（１１２）によって離されている最上部電極（１１１）とを有する。代わりとして、最上部の層は、一つの面内切替電極と、間にギャップを備えた一つの表面電極とを有しても良い。二重切替型ディスプレイにおいて（図１ｂ）、最下部の層（１０２）は、円柱電極（１０２ａ）を有する。最上部の層（１０１）は、左手側の面内電極（１１３ａ）と、最上部電極（１１４）と、右手側のもう一つの面内電極（１１３ｂ）とを有する。面内電極と表面電極とを離しているギャップ（１１５）が存在する。代わりとして、最上部の電極プレートは、一つの面内電極と、間にギャップを備えた最上部電極（図示せず）とを有しても良い。
【００２２】
セルは、内部に凸形状の副構造体（１１６）を有する。副構造体は、最下部の層から立設していれば、どのような形状でも良い。これらは、円柱形状や円筒形状、楔形状、十字形状などの不連続な構造体または壁や格子などの連続した構造体である。しかしながら、副構造体は最上部の透明層に接触していない。言い換えると、副構造体の上端と最上部の透明層の間にギャップ（１１７）が存在する。ギャップは、通常約３〜５０ミクロン、好ましくは約５〜３０ミクロンの間、最も好ましくは約１０〜２０ミクロンが良い。不連続な構造体である場合、構造体の断面はどのような形状でも良く、そこには、円形、正方形、長方形、楕円形や他の形が含まれる。不連続な副構造体の直径や幅は、通常３〜５０ミクロン、好ましくは５〜３０ミクロン、より好ましくは８〜２０ミクロンが良い。連続した副構造体である場合、構造体の上面は、どのような形状でも良く、また平面であって構造体の下面より大きくないものが好ましい。連続した副構造体の長さは、セルの壁の長さと同じであっても良い。
【００２３】
いくつかのセルが副構造体を持たないが、一つのセルあたり、少なくとも平均して一つの凸形状の副構造体を持つのが好ましい。セル（１０３）の高さ（ｈ）や幅（ｗ）によって異なるが、最良なコントラスト比やせん断圧または圧縮圧に対する抵抗に最適な構造体の数に変更しても良い。副構造体と任意のセルの壁までの最短距離は、異なっても良い。それは、セルの高さの３倍以上であれば良い。しかしながら、距離はセルの高さ（ｈ）の３倍より小さいほうが好ましく、より好ましくはセルの高さの２倍より小さいほうが良い。
【００２４】
本発明のディスプレイは、スクリーンパネルに対して十分に良好な抵抗を示す。凸形状の副構造体は、ある程度の歪みや針によって生じる圧痕を効果的に抑え、幅広なマイクロカップから構成されるディスプレイのＩＴＯ導体膜などの脆性な最上部の電極層が損傷する可能性を大きく減少させる。
【００２５】
副構造体が存在することにより、セル内部の対流などの好ましくない粒子の移動が著しく減少する。さらに、凸形状の副構造体の上端と最上部の透明層の間のギャップ（１１７）により、電気泳動流体が構造体を覆うことができ、また、構造体の存在により光の漏れが減少してコントラスト比の損失が著しく減少する。その結果、セル内に副構造体を備える本発明のディスプレイのコントラスト比は、著しく向上する。選択的に、コントラスト比を更に改善するために、支持構造体が着色（例えば、黒色にされる）されても良い。
【００２６】
マイクロカップの製法．
マイクロカップは、一般的に、マイクロエンボス法や２０００年３月３日に出願された米国特許第０９/５１８、４８８号（ＷＯ０１/６７１７０に対応）に開示されているフォトリソグラフィ法によって製造される。
【００２７】
Ｉ（ａ）エンボス法によるマイクロカップの作製
メールモールドの作製
メールモールド（雄型）は、ダイヤモンド旋削加工や、レジスト現像後にエッチングまたは電気メッキのいずれかを行うフォトレジスト処理などの適当な方法によって作製される。ダイヤモンド旋削加工は、特に、大きいマイクロカップに適する。メールモールド用のマスターテンプレートは、電気メッキなどの適当な方法によって製造される。電気メッキにより、ガラスベースにクロムインコネルなどのシードメタルの薄層（通常３０００Å）がスパッタされる。次に、フォトレジストの層が塗布され、紫外線（ＵＶ）などの放射線に露光される。マスクが、ＵＶとフォトレジストの層との間に配置される。フォトレジストの露光された部分は硬化する。露光されていない部分は、適当な溶剤によって洗浄されて除去される。残った硬化フォトレジストは乾燥され、再びシードメタルの薄層がスパッタされる。マスターは、電気鋳造の準備がされている。電気鋳造に使用される材料は、通常、ニッケルコバルトである。代わりとして、マスターは、電気鋳造や、「薄いカバーシート光学媒体の連続製造」（ＳＰＩＥ  Ｐｒｏｃ．１６６３：３２４（１９９２））に説明されている無電解ニッケル沈殿によって、ニッケルから作製される。モールドの床は、通常、約５０〜４００ミクロンの間の厚さである。マスターは、電子ビームライティング、ドライエッチング、化学エッチング、レーザライティング、「マイクロ光学のための複製技術」（ＳＰＩＥ  Ｐｒｏｃ．３０９９：７６−８２（１９９７））に説明されているレーザ干渉法を含む他のマイクロエンジニアリングを用いて作製することも可能である。代わりとして、モールドは、プラスチック、セラミック、または金属を用いたフォトマシニングによって作製することもできる。
【００２８】
作製されたメールモールドは、通常、約５〜２００ミクロンの間、好ましくは約１０〜１００ミクロンの間、最も好ましくは約１０〜５０ミクロンの間の突出部を有する。モールドの副構造体の大きさは、カップがモールドから離型された後の副構造体の上端と壁の高さとの差（すなわち、構造体の上端と最上部の透明表示層との間のギャップ）が、約３〜５０ミクロン、好ましくは約５〜３０ミクロンの間、最も好ましくは約１０〜２０ミクロンの間となるように調整されている。メールモールドは、ベルト形状、ローラ形状、シート形状が良い。連続的に製造する場合、ベルト形状またはローラ形状のモールドが好ましい。ＵＶ硬化レジン組成物が塗布される前に、モールドに、離型処理を容易にする離型剤を塗布しても良い。
【００２９】
マイクロカップの形成．
凸形状の副構造体を内部に備えるマイクロカップは、バッチ処理、または、２００１年２月１５日に出願された同時継続出願である米国特許第０９/７８４，９７２号に開示されている連続的なロールツーロール処理のいずれかによって形成される。後者は、連続的であり、低コストで高スループットな、電気泳動式ディスプレイやＬＣＤに使用されるコンパートメントの生産に適する製造技術を提供する。ＵＶ硬化レジン組成物を塗布する前に、モールドに、離型処理を容易にする離型剤を塗布しても良い。更に離型処理を向上させるために、導体膜は、導体膜とマイクロカップの間の密着を向上させるプライマーや接着増強層が予め塗布されても良い。
【００３０】
ＵＶ硬化レジンは、塗布される前に脱気されても良く、また、選択的に溶剤を含んでも良い。存在する場合、溶剤はすぐに蒸発する。ＵＶ硬化レジンは、コーティング、浸漬、鋳込または類似する適当な手段によって、メールモールド上に塗布される。塗布装置は、移動式または固定式である。従来の上下切替型、または、二重切替型のディスプレイを製造する場合、ＵＶ硬化レジンは導体膜上に塗布される。適する導体膜の例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフテン酸、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリサルフォン、ポリカーボネートなどのプラスチック基板上の透明導体ＩＴＯが含まれる。レジンとプラスチック間の適切に結合するために、また、マイクロカップの底の厚さを制御するために、必要に応じて圧力を加えても良い。圧力は、貼り合わせローラ、真空成型、プレス装置または他の類似する手段を用いて加えられる。メールモールドが金属または不透明である場合、プラスチック基板は、通常、レジンを硬化させるために使用される化学線に対して透明である。逆に、メールモールドが透明であれば、プラスチック基板は、化学線に対して不透明でも良い。移動シート上にモールド成型された形状が良好に移動するために、導体膜は、モールド表面に対して良好な離型性能を有するＵＶ硬化レジンに良好な接着性を有する必要がある。
【００３１】
面内切替型ディスプレイの製造の場合、導体膜層の代わりに透明な絶縁基板がエンボス処理工程において使用される。適当な透明絶縁基板には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフテン、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリサルフォン、ポリカ−ボネートが含まれる。
【００３２】
マイクロカップの作成に使用されるＵＶ硬化組成物は、多価アクリレートまたはメタクリレートや、ビニルベンゼン、ビニルシラン、ビニルエーテル、多価エポキシド、多価アリル、低重合体を含んでいる多価ビニールや、または、交差結合が可能な官能基やその他の同類物を含んでいるポリマーを有する。多機能性アクリレートやこれらの低重合体が最も適している。多機能性エポキシドと多機能性アクリレートとの化合物は、望ましい物理機械特性を得るには非常に有効である。ウレタンアクリレートやポリエステルアクリレートなどの可撓性を与える交差結合可能な低重合体が、通常、エンボス処理されたマイクロカップの曲げ抵抗を向上させるために加えられる。組成物には、低重合体、単量体、添加剤や選択的に重合体が含まれる。この種の材料のガラス転移温度（またはＴｇ）は、通常、約−７０℃〜約１５０℃の範囲であり、好ましくは約−２０℃〜５０℃である。マイクロエンボス加工処理は、通常、Ｔｇより高い温度で実施される。マイクロエンボス加工の温度や圧力を制御するために、加熱されたメールモールドや加熱されたハウジング基板に対して成形プレスが使用される。メールモールドは、ＵＶ硬化レジンがＵＶによって硬化している間または硬化後に、形成されたマイクロカップから離型される。
【００３３】
Ｉ（ｂ）フォトリソグラフィ処理によるマイクロカップの作製
代わりとして、ディスプレイのマイクロカップは、フォトリソグラフィ処理によって作製されても良い。例えば、ＵＶ硬化マイクロカップ組成物は、ＰＥＴなどの透明基板上のＩＴＯ膜に塗布され、また、フォトマスクを介して塗布されていないＰＥＴ面から露光される。内部の副構造体の高さは、マスクの光学密度によって制御される。マスクの光学密度が高くなると、露光工程や現像工程後の内部凸形状の構造体の高さは低くなる。
【００３４】
適当な透明基板には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフテン、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリサルフォン、ポリカ−ボネートや他の同類物が含まれる。
【００３５】
一般的に、マイクロカップはどのような形状でも良く、大きさや形状も異なっても良い。マイクロカップは、一つのシステムにおいて、実質的に同一の大きさや形状である。しかしながら、光学的効果を最大限に発揮するために、異なる形状や大きさであるマイクロカップが作製されても良い。例えば、赤色の分散液が充填されたマイクロカップは、緑のマイクロカップや青のマイクロカップとは異なる形状や大きさである。画素は異なる色の異なる数のマイクロカップから構成されても良い。例えば、画素は、複数の小さい緑のマイクロカップと、複数の大きい赤のマイクロカップと、複数の小さい青のマイクロカップから構成される。三色間において形状や個数は同一である必要はない。
【００３６】
マイクロカップの開口は、円形、正方形、長方形、六角形、または他の形状である。複数の開口間のパーティション部は、望ましい機械的特性を維持しながら高彩度や高コントラストを達成するためには小さいほうが好ましい。したがって、ハニカム形状の開口が、例えば、円形状の開口より好ましい。
【００３７】
個々のマイクロカップの大きさは、約１×１０２〜約１×１０６μｍ２の範囲あり、好ましくは、約１×１０３〜約１×１０５μｍ２が良い。マイクロカップの深さは、約５〜約２００ミクロンの範囲であり、好ましくは約１０〜１００ミクロンが良い。全面積に対する開口比は、約０．０５〜約０．９５の範囲であり、好ましくは、約０．４〜約０．９が良い。
【００３８】
ＩＩ．懸濁液/分散液の作製
マイクロカップに充填されている懸濁液は、その内部に帯電した顔料粒子が分散されている誘電性溶媒を有し、また、粒子は電場の影響を受けて移動する。懸濁液は、選択的に、電場下で移動しない別の着色料を含んでもよい。分散液は、米国特許第６，０１７，５８４号、第５，９１４，８０６号、第５，５７３，７１１号、第５，４０３，５１８号、第５，３８０，３６２号、第４，６８０，１０３号、第４，２８５，８０１号、第４，０９３，５３４号、第４，０７１，４３０号、第３，６６８，１０６号や、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，２４：８２７（１９７７）またはＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９（９）：４８２０（１９７８）に説明されている良く知られた方法によって作製される。
【００３９】
懸濁液状媒体は、低粘性と、約２〜約３０の範囲の誘電率、好ましくは、高い粒子移動性のために約２〜約１５の誘電率とを有する誘電性溶媒である。適当な誘電性溶媒の例として、デカヒドロナフタレン（ＤＥＣＡＬＩＮ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油などの炭化水素や、トルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼン、アルキルナフタレンなどの芳香族炭化水素や、ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオリド、クロロペンタフルオロベンゼン、ジクロロノナン、ペンタクロロベンゼンなどのハロゲン化溶剤、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロキシレンなどのペルフルオロ溶剤、スリーエム（３Ｍ）社（ミネソタ州、セントポール）製ＦＣ−４３、ＦＣ−７０、ＦＣ−５０６０、ＴＣＩアメリカ社（オレゴン州、ポートランド）製ポリ（ペルフルオロ酸化プロピレン）などのポリマーを含む低分子フッ素、ハロカーボンプロダクト株式会社（ニュージャージー州、リバーエッジ）製ハロカーボン油などのポリ（クロロトリフルオロエチレン）、オーシモント社製ガルデン（Ｇａｌｄｅｎ）、ＨＴ２００、フルオロリンク（Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ）やデュポン社（デラウェア州）社製クライトックス（Ｋｒｙｔｏｘ）オイルまたはグリースＫ−フルイドシリーズがある。一つの好適な実施形態において、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）が誘電性溶媒として使用される。別の好適な実施形態において、ポリ（パーフルオロプロピレン酸化物）が誘電性溶媒として使用される。
【００４０】
対比着色料は、染料または顔料である。非イオンアゾ系染料やアントラキノン染料が特に実用的である。実用的な染料の例として、これに限定するわけではないが、パイラムプロダクツ（Ｐｙｌａｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏ．）（アリゾナ州）社製のオイルレッドＥＧＮ、スダンレッド、スダンブルー、オイルブルー、マクロレックス（Ｍａｃｒｏｅｘ）ブルー、ソルベントブルー３５、パイラムスピリットブラック、ファーストスピリットブラックや、ビーエーエスエフ（ＢＡＳＦ）社製のサーモプラスチックブラックＸ−７０や、オールドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）社製のアントラキノンブルー、アントラキノンイエロー１１４、アントラキノンレッド１１１と１３５、アントラキノングリーン２８、スーダンブラックＢがある。フッ素化染料は、特に、パーフルオロ溶媒が使用される場合に用いられる。対比色顔料の場合、色顔料粒子は誘電性溶媒に分散され、また、これらの色付けされた粒子は非帯電であるのが好ましい。対比色顔料粒子が帯電されている場合、これらは、帯電された原色顔料粒子と反対の極性に帯電されているのが好ましい。原色顔料粒子と対比色顔料粒子とが同極性で帯電している場合、これらは異なる電荷密度または異なる電気泳動度を有するべきである。ＥＰＤに使用される染料や顔料は、化学的に安定し、懸濁液の他の構成成分と適合しなければならない。
【００４１】
帯電された原色顔料粒子は白が好ましく、ＴｉＯ２などの有機顔料または無機顔料が好ましい。
【００４２】
色付けされた顔料粒子が使用される場合、それらは、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ディアリライドイエロー、ディアリライドＡＡＯＴイエローや、サンケミカル（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社製のキナクリドン、アゾ、ローダミン、ペリレン顔料シリーズや、カントケミカル（Ｋａｎｔｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社製のハンサイエローＧシリーズや、フィッシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）社製カーボンランプブラックから形成されるのが好ましい。粒子サイズは、０．０１〜５ミクロンの範囲であるのが好ましく、さらに、０．０５〜２ミクロンの範囲であるのがより好ましい。これらの粒子は、好ましい光学特性を有し、また、誘電性溶媒によって膨張または硬化せず、さらに、科学的に安定している。その結果、懸濁液は、通常の動作条件下、堆積、クリーミング、または凝集に抵抗して安定する。
【００４３】
顔料粒子は、負の帯電を示してもよく、または、帯電制御剤を用いることによって正に帯電されてもよく、若しくは、誘電性溶媒に懸濁されたときに帯電されてもよい。適当な帯電制御剤はよく知られており、自然状態では重合体または非重合体であるものが良く、エアロゾルＯＴ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、金属石鹸、ポリブタンスクシニミド、マレイン酸無水物共重合体、ビニルピリジン共重合体、ビニルピロリドン共重合体（インターナショナル  スペシャルティ  プロダクツ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）社製ガネックス（Ｇａｎｅｘ）など）、アクリル酸（メタクリル酸）共重合体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリル酸（メタクリル酸）共重合体などのイオン性界面活性剤を含む、イオンまたは非イオンのものが良い。フルホロ界面活性剤は、ペルフルオロカーボン溶剤に使用される帯電制御剤として好適である。これらには、スリーエム社製ＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−１７１、ＦＣ−１７６、ＦＣ４３０、ＦＣ４３１、ＦＣ−７４０などのＦＣフルホロ界面活性剤やデュポン社製ゾニール（Ｚｏｎｙｌ）ＦＳＡ、ＦＳＥ、ＦＳＮ、ＦＳＮ−１００、ＦＳＯ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＤ、ＵＲなどのゾニール界面活性剤を含む。
【００４４】
好適な帯電顔料分散液は、グラインディング、ミリング、アトリシング、マイクロフルイジング、超音波を含む良く知られた方法によって製造される。例えば、細かいパウダ状の顔料粒子が懸濁している溶媒に加えられ、その結果生じた混合物は、凝集した乾燥顔料パウダを顔料粒子に非常に細かくするために、数時間の間、ボールミル粉砕される又は磨砕される。
【００４５】
顔料粒子の堆積またはクリーミングは、誘電性溶媒の比重と一致する比重の適当な重合体とともに粒子をマイクロカプセルに封入することによって解消される。顔料粒子のマイクロカプセル封入は、化学的または物理的に成し遂げられる。標準的なマイクロカプセル封入処理は、界面重合、現場重合、相分離、コアセルベーション、静電コーティング、噴霧乾燥、流動層コーティング、溶媒蒸発を含む。
【００４６】
ＩＩＩ．マイクロカップの充填とシーリング
充填やシーリングの方法は、同時継続出願である米国特許、２０００年３月３日に出願された第０９/５１８，４８８号（ＷＯ０１/６７１７０に対応）、上記で引用された２００１年２月１５日に出願された第０９/７８４，９７２号に記載されており、これらは本明細書内に参照として完全に組み込まれている。
【００４７】
マイクロカップのシーリングは、複数の方法で成し遂げられる。好適な方法には、多官能アクリレート、多官能低重合体、光開始剤を含むＵＶ硬化組成物を、色付けされた誘電性溶媒内に分散された帯電顔料粒子を含む電気泳動流体に分散させる方法がある。ＵＶ硬化組成物は、誘電性溶媒と混和せず、誘電性溶媒や顔料粒子の比重に比べて低い比重を有する。２つの成分、ＵＶ硬化組成物と電気泳動流体は、インラインミキサ内で十分に混合され、即座に、マイラドバー（Ｍｙｒａｄ  ｂａｒ）、写真凹版、ドクターブレード、スロットコーティング、スリットコーティングなどの精密なコーティング装置を用いてマイクロカップ上に塗布される。余分な流体は、ワイパーブレードや類似するデバイスによって除去される。少量のイソプロパノール、メタノール、これらの水溶液混合物などの希釈溶媒や溶媒混合物は、マイクロカップのパーティション壁の最上面上に残留した電気泳動流体を除去するのに使用される。揮発性有機溶媒は、電気泳動流体の粘性や被覆率を制御するために使用される。このように充填されたマイクロカップが乾燥されると、ＵＶ硬化組成物が電気泳動流体の表面に浮かぶ。マイクロカップは、ＵＶ硬化層が表面に浮いた後または浮いている間に、表面に浮かぶＵＶ硬化層が硬化されることによってシールされる。ＵＶまたは可視光線、ＩＲ、電子ビームなどの他の形態の放射線が、硬化やマイクロカップのシールに使用される。代わりとして、熱や水分を硬化やマイクロカップのシールに使用しても良く、適切であれば、熱硬化性や水分硬化性組成物が使用される。
【００４８】
所望の密度とアクリレート単量体や低重合体に対して溶解度弁別とを示す好適な一群の誘電性溶媒は、ハロゲン化炭化水素やこれらの派生物である。界面活性剤が、電気泳動流体とシーリング材料との間の界面の密着性と濡れを向上するために使用される。実用的な界面活性剤には、スリーエム社製ＦＣ界面活性剤、デュポン社製ゾニールフルオロ界面活性剤、フルオロアクリレート、フルオロメタクリレート、フルオロ置換された長鎖アルコール、パーフルオロ置換された長鎖カルボン酸、またはこれらの派生物が含まれる。
【００４９】
代わりとして、電気泳動流体やシーリング先駆体は、特に、シーリング先駆体が少なくとも部分的に誘電性溶媒と適合する場合、マイクロカップ内に連続的に塗布しても良い。したがって、マイクロカップのシーリングは、放射線、熱、溶媒蒸発、水分、または、充填されたマイクロカップの表面上での界面反応によって硬化する熱硬化性先駆体の薄い層が多重に塗布されることによって成し遂げられる。
【００５０】
揮発性有機溶剤は、塗布粘性と塗布厚さを調節するために使用される。揮発性溶剤は、多重に塗布される場合、誘電性溶媒と混和しないものが好ましい。同時継続出願である２００１年６月４日に出願された米国特許第０９/８７４，３９１号において、熱可塑性プラスチック弾性体が好適なシーリング材料として開示されている。
【００５１】
実用的な熱可塑性プラスチック弾性体の例として、化学式ＡＢＡまたは（ＡＢ）ｎで表現され、Ａがスチレン、α―メチルスチレン、エチレン、プロピレン、またはノルボルミドであり、Ｂがブタジエン、イソプレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ジメトイルシロキサン、プロピレン硫化物である、ＡとＢとが同一でない二重ブロックまたは三重ブロックもしくは多重ブロック共重合体が含まれる。ｎは１以上であり、好ましくは１〜１０が良い。代表的な共重合体には、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン−ｂ−スチレン）、ポリ（スチレン−ｂ−イソプレン−ｂ−スチレン）、ポリ（スチレン−ｂ−エチレン/ブチレン−ｂ−スチレン）、ポリ（スチレン−ｂ−ジメチルシロキサン−ｂ−スチレン）、ポリ（α−メチルスチレン−ｂ−イソプレン）、ポリ（α−メチルスチレン−ｂ−イソプレン−ｂ−α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン−ｂ−プロピレン硫化物−ｂ−α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン−ｂ−ジメチルシロキサン−ｂ−α−メチルスチレン）が含まれる。シリカ粒子や界面活性剤などの派生物が、膜の完全性や塗布品質を向上させるために使用されても良い。
【００５２】
ＵＶ硬化によって界面重合が起こるのは、シーリング処理に非常に有益である。電気泳動層と多重に塗布されたもの（多重膜）との間の混合は、界面重合によって界面に薄いバリヤー層が形成されることにより、著しく抑制される。シーリングは、アフターキュア処置によって、好ましくはＵＶ放射線によって完成される。更に混合の程度を低下させるために、多重膜の比重は電気泳動流体の比重に比べて非常に小さいのが好ましい。２工程の多重塗布処理は、使用される染料が少なくとも部分的にシーリング材料に溶けることが可能である場合、特に有効である。
【００５３】
ＩＶ．モノクロ電気泳動式ディスプレイの作製
本プロセスが、図２に示される流れ図によって示されている。全てのマイクロカップは、同一色組成物の懸濁液が充填される。本プロセスは、以下の工程を有する連続的なロールツーロール処理である。
【００５４】
１．ＵＶ硬化組成物（２０）の層が、選択的に溶媒とともに、連続したウェブ（２１）に塗布される。存在する場合、溶剤はすぐに蒸発する。用途やディスプレイの切替型によって異なるが、連続したウェブ（２１）は、プラスチック基板、プラスチック基板上にパターン形成された又はパターン形成されていない導体膜である。
【００５５】
２．ＵＶ硬化組成物（２０）は、そのガラス転移温度より高い温度で予めパターン形成されたメールモールド（２２）によってエンボス加工される。
【００５６】
３．ＵＶ硬化層（２０）は、ＵＶ照射により、好適には硬化される間、または硬化した後、モールドから離型される。
【００５７】
４．このように形成された不連続な凸形状の副構造体（２５）を備えるマイクロカップ（２３）のアレイに、色付けされた誘電性溶媒の帯電顔料分散液（２４）が充填される。
【００５８】
５．マイクロカップは、同時継続出願である米国特許、２０００年３月３日に出願された第０９/５１８，４８８号（ＷＯ０１/６７１７０に対応）、２００１年１月１１日に出願された第０９/７５９，２１２号、２０００年６月２８日に出願された第０９/６０６，６５４号（ＷＯ０２/０１２８０に対応）、２００１年２月１５日に出願された第０９/７８４，９７２号、２００１年６月４日に出願された第０９/８７４，３９１号に記載されている方法によってシールされ、電気泳動流体を収容した密閉された電気泳動セルが形成される。
【００５９】
シーリング方法は、溶媒と混和せず溶媒や顔料粒子に比べて低比重の熱硬化性先駆体を誘電性溶媒に少なくとも加えることが含まれ、すなわち、熱硬化性先駆体が分離している間または分離した後に、電気泳動流体が、選択的にＵＶなどの放射線や熱や水分によって熱硬化性先駆体が硬化されることによってシールされる。代わりとして、マイクロカップのシーリングは、直接多重塗布する又は電気泳動流体の表面上にシーリング組成物を硬化させることによって達成される。
【００６０】
６．シールされた電気泳動セルのアレイに、圧感接着剤やホットメルト接着剤、熱または水分若しくは放射線で硬化する接着剤である接着剤層（２７）を予め塗布された電極や導線を有する別の連続したウェブ（２６）が積層される。
【００６１】
ラミネート接着剤は、例えば、ウェブのいずれか一方向側からの熱やＵＶ（２８）によってアフターキュアされる。仕上がった生産物は、ラミネート工程が終了した後、切断される（２９）。代わりとして、シールされたマイクロカップが、積層工程前に適当な大きさに切断されてもよい。
【００６２】
上記のマイクロカップの作製は、適当な溶剤によって未露光部分が除去された熱硬化性先駆体に覆われた導体膜を像様露光する別の方法でも可能である。
【００６３】
面内切替型ディスプレイの製造の場合、導体膜の代わりに、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化先駆体が、マイクロエンボス加工や像様露光前に、透明絶縁基板上に塗布されても良い。
【００６４】
Ｖ．マルチカラー電気泳動式ディスプレイの作製
同時継続出願である米国特許、２０００年３月３日に出願された第０９/５１８，４８８号（ＷＯ０１/６７１７０に対応）と２００１年６月１１日に出願された第０９/８７９，４０８号に記載されている方法は、異なる色の電気泳動流体を収容しているシールされたマイクロカップを作製するために用いられる。本工程は、（１）すでに形成されたマイクロカップに、少なくともセイント−ゴーバイン（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ）社（マサチューセッツ州ウースター）製のＰＥＴ−４８５１などの除去可能な担持体と、シプリー（Ｓｈｉｐｌｅｙ）社製のＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔ  Ｓ１８１８などのノボラックポジティブフォトレジストと、ナショナルスターチ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ）社製Ｎａｃｏｒ７２−８６８５とビーエフグッドリッチ（ＢＦ  Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）社製のＣａｒｂｏｓｅｔ５１５との混合物とから構成されるポジティブ作用型のドライフィルムフォトレジストを積層し、（２）選択的に、フォトレジストを露光する像様によって特定数のマイクロカップを開口し、除去可能な担持体膜を除去し、シプリー社製の希釈されたＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔ３５１現像液などの現像液を用いてポジティブフォトレジストを現像し、（３）開口されたカップに、帯電された白色顔料（ＴｉＯ２）粒子と第１の原色の染料または顔料を含んでいる電気泳動流体を充填し、（４）モノクロディスプレイの作製で説明したように充填されたマイクロカップをシールする。これらの付加的な工程は、第２と第３の原色の電気泳動流体を充填したマイクロカップを作製するために繰り返される。
【００６５】
すなわち、マルチカラー電気泳動式ディスプレイは、図３に示す工程に従って作製される。
【００６６】
１．導体膜（３１）上に熱硬化性先駆体（３０）の層を塗布する。
【００６７】
２．熱可塑性プラスチックや熱硬化性先駆体の層が、それらのガラス転移温度より高い温度で、予めパターン形成されたメールモールド（図示せず）によってエンボス加工される。
【００６８】
３．熱可塑性プラスチックや熱硬化性先駆体の層が、冷却によって、または、放射線や熱や水分によって架橋されて硬化された後、好ましくは硬化している間にモールドから離型される。
【００６９】
４．このようにして形成された不連続の凸形状の副構造体（３２ａ）を備えるマイクロカップ（３２）のアレイに、少なくとも接着剤層（３３）と、ポジティブフォトレジスト（３４）と、除去可能なプラスチックカバーシート（図示せず）とを有するポジティブドライフィルムフォトレジストが積層される。
【００７０】
５．ポジティブフォトレジストを、ＵＶや可視光線や他の放射線によって像様露光し（図３ｃ）、カバーシートを除去し、露光部分のカップを現像して開口する。工程４、５の目的は、予め決定された部分のマイクロカップを選択的に開口するためである（図３ｄ）。
【００７１】
６．開口されたマイクロカップに、少なくとも第１の原色の染料または顔料と、溶媒と非混和で溶媒や顔料粒子より低比重の熱硬化性先駆体（３６）とを有する誘電性溶媒の帯電された白色顔料分散液（３５）が充填される。
【００７２】
７．熱硬化性先駆体が分離して液相の上側に懸濁液の層を形成している間または形成した後に（図３ｅ）、熱硬化性先駆体を（好適にはＵＶなどの放射線によって、やや劣るが熱や水分によって）硬化させることにより、マイクロカップがシールされ、第１の原色の電気泳動流体を収容した閉じた電気泳動セルが形成される。
【００７３】
８．上記の工程５〜７は、異なる部分の異なる色の電気泳動流体を収容している明確に定義されたセルを形成するために繰り返される（図３ｅ、３ｆ、３ｇ）。
【００７４】
９．シールされた電気泳動セルのアレイに、圧感接着剤やホットメルト接着剤、熱または水分若しくは放射線で硬化する接着剤の接着剤層（３８）を予め塗布されて予め形成された別の透明な導体膜（３７）が積層される。
【００７５】
１０．接着剤が硬化される。
【００７６】
上記の工程４において、マイクロカップ上へのポジティブ作用型ドライフィルムフォトレジストを積層する代わりに、マイクロカップ上にポジティブ型フォトレジストを直接塗布しても良い。フォトレジストをマイクロカップ上に塗布する又は積層する前にマイクロカップに充填するために、移動可能な充填剤が使用される。この場合、カバーシートが必要なくなる。これは、２００１年６月１１日に出願された同時継続出願の米国特許第０９/８７９，４０８号に説明されている。
【００７７】
充填剤に使用される適当な材料には、無機、有機、有機金属化合物、高分子材料、または、これらの粒子状物質が含まれる。充填剤は、洗浄溶液に溶解する又は分散するべきである。より好ましい充填剤の材料は、膜ではなく、ＰＭＭＡのラテックス、ポリスチレン、ポリエチレン、これらのカルボキシ化された共重合体、これらに対応する塩、ワックスエマルジョン、コロイダルシリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム分散液、またはこれらの混合物などの粒子を形成している。特に好ましい充填剤材料には、ニュージャージー州のハニーウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）社製のＡＣｑｕａ２２０、ＡＣｑｕａ２４０、ＡＣｑｕａ２５０などのエチレン共重合体のアイオノマーの水溶性分散液が含まれる。
【００７８】
面内切替型マルチカラーディスプレイは、工程１の熱硬化性先駆体の層が導体膜の代わりに透明絶縁基板に塗布されていることを除いて、同様に作製される。
【００７９】
上記のマイクロカップの作製は、適当な溶剤によって未露光部分が除去された熱硬化性先駆体に覆われた導体膜を像様露光する別の方法でも可能である。
【００８０】
マイクロカップのシーリングは、代わりとして、液相の表面上に熱硬化性先駆体材料の層を直接塗布することによって達成されても良い。
【００８１】
代わりとして、本発明のカラーＥＰＤは、同時継続出願である２００１年７月２７日に出願された米国特許第６０/３０８，４３７号に開示されているようにディスプレイの最上部にカラーフィルタを用いる、または、別の同時継続出願である２００１年７月１７日に出願された米国特許第６０/３０６，３１２号に開示されているようにディスプレイの最下部にカラーバックグラウンドを用いることによって実施されても良い。
【００８２】
説明された本プロセスによって作製されるディスプレイの厚さは、１枚の紙と同等の薄さである。ディスプレイの幅は、塗布するウェブの幅（通常１〜９０インチ）である。ディスプレイの長さは、ロールのサイズによって異なり、数インチから数千フィートまでの任意の長さである。
【００８３】
選択的なバックグラウンド層は、塗装、印刷、コーティング、またはディスプレイの最下部にカラー層を積層することによって加えられても良い。コントラスト比を増加するためには、黒色または灰色のバックグラウンド層が最も好ましい。
【００８４】
アクティブマトリックスＥＰＤは、ディスプレイの最下部の電極プレート上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用することによって作製される。
【００８５】
Ｖ．本発明のディスプレイ
Ｖ（ａ）上下切替型ディスプレイ
最上部と最下部の電極プレートの間に電圧差がある場合、帯電された粒子は、セルの最上部または最下部に移動する。粒子がセルの最上部に移動する又は最上部で留まると、最上部の透明層を介して粒子の色が見られる。粒子がセルの最下部に移動する又は最下部で留まると、最上部の透明層を介して誘電性溶媒の色が見られる。
【００８６】
Ｖ（ｂ）面内切替型ディスプレイ
モノクロディスプレイの場合、図４Ａに示されるセルにおいて、白色粒子が透明無色な誘電性溶媒に分散されている。全てのセルのバックグラウンドは、同色（黒、青、シアン、赤、マゼンタ等）である。最上部の電極（図示せず）と２つの面内切替電極（図示せず）との間に電圧差がある場合、白色粒子がセルの側面に移動し、その結果、最上部の透明な開口を介してバックグラウンドの色が見られる。最上部の電極と２つの面内電極との間に電圧差がない場合、白色粒子が誘電性溶媒内に分布し、その結果、最上部の透明絶縁層を介して粒子の色（すなわち、白色）が見られる。
【００８７】
代わりとして、図４Ｂに示すように、全てのセルにおいて同色の粒子が透明無色の誘電性溶媒に分散され、セルのバックグラウンドが白にされている。最上部の電極（図示せず）と２つの面内切替電極（図示せず）との間に電圧差がある場合、色付けされた粒子がセルの側面に移動し、その結果、最上部の透明な開口を介してバックグラウンドの色（すなわち、白色）が見られる。２つの面内切替電極と最上部の電極との間に電圧差がない場合、着色された粒子が誘電性溶媒内に分布され、その結果、最上部の透明層を介して粒子の色が見られる。
【００８８】
図４Ｃ〜４Ｆは、面内切替型マルチカラーディスプレイを示している。
【００８９】
図４Ｃにおいて、セルは、無色の誘電性溶媒とともにその内部に分散された帯電されている白色粒子が充填されており、また、異なるバックグラウンド色（すなわち、赤、緑、青）を有する。面内電極と最上部の電極（図示せず）との間に電圧差がある場合、白色粒子がセルの側面に移動し、バックグラウンドの色（すなわち、赤、緑、青）が最上部の透明な開口から見られる。面内電極と最上部電極との間に電圧差がない場合、粒子は誘電性溶媒内に分布し、その結果、白色（すなわち、粒子の色）が最上部の透明な開口から見られる。
【００９０】
図４Ｄにおいて、セルは、無色の誘電性溶媒とともにその内部に分散された黒色粒子が充填されており、また、異なるバックグラウンド色（すなわち、赤、緑、青）を有する。面内電極と最上部の電極（図示せず）との間に電圧差がある場合、粒子がセルの側面に移動し、バックグラウンドの色（すなわち、赤、緑、青）が最上部の透明な開口から見られる。面内電極と最上部電極との間に電圧差がない場合、粒子が誘電性溶媒内に分布され、その結果、黒色（すなわち、粒子の色）が最上部の透明な開口から見られる。
【００９１】
図４Ｅは、無色の誘電性溶媒とともにその内部に異なる色（すなわち、赤、緑、青）の粒子が充填されたセルを示している。セルのバックグラウンドは黒色である。面内電極と最上部電極（図示せず）との間に電圧差がある場合、帯電されている着色された粒子がセルの側面に移動し、バックグラウンドの色（すなわち、黒）が最上部の透明な開口から見られる。面内電極と最上部の電極との間に電圧差がない場合、着色された粒子が誘電性溶媒内に分布され、その結果、粒子の色（すなわち、赤、緑、青）が最上部の透明な開口から見られる。本デザインにおいて、黒は、高品質に構成されている。
【００９２】
図４Ｆにおいて、セルは、無色の誘電性溶媒とともにその内部に異なる色（すなわち、赤、緑、青）の粒子が充填されている。セルのバックグラウンドは白色である。面内電極（図示せず）と最上部の電極との間に電圧差がある場合、粒子がセルの側面に移動し、バックグラウンドの色（すなわち、白）が最上部の透明な開口から見られ、その結果、高い品質の白が示される。面内電極と最上部電極との間に電圧差がない場合、粒子が誘電性溶媒内に分布され、その結果、粒子の色（すなわち、赤、緑、青）が最上部の透明な開口から見られる。
【００９３】
これらの図に示すように、面内切替型は、粒子の平面方向（左/右）の移動や、粒子、バックグラウンド、流体の異なる色を組み合わせることを可能にし、そこにおいて、白、黒、赤、緑、青のそれぞれが、様々なマルチカラーＥＰＤの作製に使用される。
【００９４】
加えて、誘電性溶媒内の粒子は、混合された色で構成されても良く、また、セルがバックグラウンド色と同色を有する。
【００９５】
ディスプレイの最上部の透明な表示層は、着色されるまたはカラーフィルターによって色付けてもよい。この場合、セルには、透明無色または着色された誘電性溶媒の帯電された白色粒子を有する電気泳動組成物が充填されており、またセルのバックグラウンドが黒にされている。モノクロディスプレイにおいて、各画素の透明な表示層は、同一色（黒、赤、緑、青、黄、シアン、マゼンタ等）で構成される。マルチカラーディスプレイにおいて、透明表示層は、異なる色で構成される。
【００９６】
Ｖ（ｃ）二重切替型ディスプレイ
図のために、本用途においては正に帯電された白色粒子が使用されると想定する。図５Ａ〜５Ｃに示すように、デュアル切替型により、粒子が垂直（上下）方向または水平（左右）方向のいずれかに移動可能になる。例えば、図５Ａにおいて、最下部の電極を高電圧に設定し、最上部の電極と面内切替電極とを低電圧に設定する。白色粒子が移動して最上部の透明な導体膜に集まり、白色（すなわち、粒子の色）が表示部から見える。
【００９７】
図５Ｂにおいて、面内電極は低電圧に設定され、最上部と最下部の電極は高電圧に設定されている。本シナリオにおいて、白色粒子はセル側面に移動し、最上部の透明導体膜を介して見られる色は、バックグラウンドの色（すなわち、黒）である。
【００９８】
図５Ｃにおいて、最上部の電極の電圧は高圧に設定され、最下部の電極の電圧は低圧に設定され、面内電極が高電圧に設定された場合、白色粒子はセルの最下部に移動する。本シナリオにおいて、流体の色（すなわち、赤、緑、青）が、図５Ｃの赤色セルに示すように最上部の透明導体膜を介してビューワ（見る人）によって見られる。フルカラーディスプレイにおいて赤色画素を示すために、緑色セルと青色セル内の白色粒子が、図５Ｃに示すように側面に引き寄せられる、または、最上部（図示せず）のいずれかに引き寄せられる。前者の方が好ましく、理由は、前者の方が一般的に後者より良好な彩度を示すためである。したがって、二重切替型技術によってフルカラーＥＰＤが可能になり、高品質な赤、緑、青、黒、白を含む全ての色が、同一のデバイス内において利用可能となる。
【００９９】
また、バックグラウンド色は通常使用される黒色の代わりに他の色（例えば、シアン、イエロー、マゼンタ）でもよい。例えば、セルは赤色で透明な誘電性溶媒とともにその内部に分散された白色の正に帯電されている粒子が充填されてもよく、セルのバックグラウンド色が黄色でもよい。この場合、粒子が最上部に移動すると、白色（すなわち、粒子の色）がビューワーによって見られ、粒子がセルの最下部を覆うために移動すると、溶媒の色（すなわち、赤）が透明導体を介して見られる。しかしながら、白色粒子がセルの側面に移動すると、最上部の透明な導体膜を介して見られる色は、オレンジの陰影色である。
【０１００】
他の陰影色や色調は、例えば、白/赤/シアン、白/赤/マゼンタ、白/青/イエロー、白/青/シアン、白/青/マゼンタ、白/緑/イエロー、白/青/マゼンタなど、異なる粒子色/溶媒色/背景色を組み合わせることによって達成される。
【０１０１】
フルカラーディスプレイに好適な組み合わせは、白色粒子、黒色バックグラウンド、個々に加法的な原色（すなわち、赤、緑、青）に色付けされた流体である。
【０１０２】
凸形状の副構造体は、本発明の本質的特徴である。しかしながら、粒子の移動をより良く示すために、図４Ａ〜４Ｆと図５Ａ〜５Ｃにおいて、凸形状の副構造体は示されていない。
【０１０３】
本発明の更なる態様に、ハイライトオプションを有するモノクロディスプレイがある。この場合、ディスプレイの全てのセルは、同一のバックグラウンド色を有し、また、同一の電気泳動流体（すなわち、同一の粒子色/溶媒色の組み合わせを有する）が充填されている。例えば、ディスプレイは白色粒子を有し、溶媒が一つの原色（赤、緑、青）で構成され、バックグラウンド色が溶媒色の対比色である。この構成は、色付けされたハイライトオプションを有する相対的にシンプルな２つのカラーデバイスには有益である。例えば、白色粒子、黄色の誘電性溶媒、黒色のバックグラウンドを有するＥＰＤは、各画素に少なくとも三色の異なる色を表示することができる。白色粒子が最上部の表示部の列電極に全て引き寄せられると、画素が白色に見える。白色粒子が一様に最下部の円柱電極に引き寄せられると、画素が黄色に見える。白色粒子がセル側面のいずれか一方の面内電極に引き寄せられると、画素が黒色に見える。中間色は、粒子が中間状態にされると可能である。
【０１０４】
本発明は特定の実施形態を参照して説明されているが、本発明の本当の意図や範囲から逸脱することなく、変更が可能であり、また同等物でも代用可能であるのは明らかであることは当業者も認めるところである。加えて、本発明の目的、意図、範囲に対して、特定の状況、材料、構成、プロセス、プロセス工程、方法に対応して複数の変更物が作製できる。全ての変更物は、本明細書に添付された請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の電気泳動セルの概略図である。
【図１ａ】面内切替型の電気泳動式ディスプレイである。
【図１ｂ】二重切替型の電気泳動式ディスプレイである。
【図２】白黒電気泳動式ディスプレイまたは他のモノクロ電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ａ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｂ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｃ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｄ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｅ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｆ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｇ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図３ｈ】フルカラー電気泳動式ディスプレイの製造方法のフローチャートである。
【図４Ａ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図４Ｂ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図４Ｃ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図４Ｄ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図４Ｅ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図４Ｆ】面内切替型ディスプレイを示している。
【図５Ａ】二重切替型ディスプレイを示している。
【図５Ｂ】二重切替型ディスプレイを示している。
【図５Ｃ】二重切替型ディスプレイを示している。
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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