(57)【要約】【課題】明るく、コントラストが高い、カプセル化電気泳動ディスプレイを提供することである。【解決手段】基板上の単層内に実質的に配置された複数の非球形カプセルを有するカプセル化電気泳動ディスプレイである。これらのカプセルは、電気泳動によって移動可能な少なくとも１種の粒子、および懸濁流体を含む。単層の形成に加えて、本発明の材料および方法によって、単層のカプセルが共に充填され、かつ／または変形されて、特定の有用な構造となり得る。例えば、カプセルは、非球形であり得る。【選択図】図１Ｂ
2011002844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２８；３１）上に単層として配置される複数の非球形のカプセル（２；９０）によって特徴付けられ、該カプセルが該基板と接触する平坦な表面を有する、カプセル化電気泳動素子（４；４０）。
【請求項２】
前記複数のカプセル（２；９０）が結合剤と結合することによってフィルムを形成することを特徴とする、請求項１に記載の素子。
【請求項３】
少なくとも一部分の前記素子が少なくとも７０％の光学活性部分を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の素子。
【請求項４】
請求項２に記載の素子であって、前記結合剤が結合剤固形分を含み、該結合剤固形分対少なくとも一部分の該素子のカプセルの重量比が、１：２〜１：２０であることを特徴とする、素子。
【請求項５】
前記カプセル（２；９０）が実質的に均一なサイズであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の素子。
【請求項６】
前記カプセル（２；９０）が近接して詰められることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の素子。
【請求項７】
前記材料の層に近接して配置される後部基板（４８；５８）により特徴付けられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の素子。
【請求項８】
請求項７に記載の素子であって、以下：
（ａ）前記後部基板（４８；５８）がポリマー材料、ガラスまたは金属を含むこと；
（ｂ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つの電極を備えること；
（ｃ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つのトランジスタを備えること；および
（ｄ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つのダイオードを備えること、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の素子であって、前記基板（２８；３１）が、以下の特性：
（ａ）該基板（２８；３１）がポリマー材料を含むこと；
（ｂ）該基板（２８；３１）が少なくとも１つの電極を備えること；
（ｃ）該基板（２８；３１）がポリエステルフィルムを備えること；および
（ｄ）該基板（２８；３１）が２５μｍ〜５００μｍの厚さを有すること、のうちいずれか１つ以上を有することを特徴とする、素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の素子であって、各カプセル（２；９０）が、０．２μｍ〜１０μｍの厚さを有する付随するカプセル壁により規定されることを特徴とする、素子。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０）が、流体含有キャビティを有するポリマーマトリックスを含むことを特徴とする、素子。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０）の少なくとも１つが、懸濁流体および少なくとも１種の粒子を含むことを特徴とする、素子。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０）の少なくとも１つが、異なる光学特性を有する少なくとも２種の電気泳動粒子を含むことを特徴とする、素子。
【請求項１４】
カプセル化電気泳動素子であって、複数のカプセル（２；９０）が基板（２８；３１）上に実質的に単層として配置され、そして結合剤と結合し、それによりフィルムを形成し、該素子の少なくとも一部は少なくとも７０％の光学活性部分を有することを特徴とする、素子。
【請求項１５】
カプセル化電気泳動素子であって、複数のカプセル（２；９０）が基板（２８；３１）上に実質的に単層として配置され、そして結合剤と結合し、それによりフィルムを形成し、該結合剤が結合剤固形分を含み、該結合剤固形分対少なくとも一部分の該素子のカプセルの重量比が、１：２〜１：２０であることを特徴とする、素子。
【請求項１６】
前記複数のカプセル（２；９０）が、アクリルまたはウレタン結合剤、ポリ（ビニルアルコール）およびポリマーラテックスのうちいずれか１つ以上を含む結合剤と結合することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項１７】
前記複数のカプセル（２；９０）が、蒸発性結合剤と結合することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項１８】
前記基板（２８；３１）がインジウムスズ酸化物スパッタポリエステルフィルムを含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項１９】
前記カプセル（２；９０）のうち少なくとも１つが、懸濁流体（９２）中に分散された複数の粒子（８；９４；９６）を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項２０】
前記懸濁流体（９２）が、ハロゲン化炭化水素および／または脂肪族炭化水素を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項２１】
前記カプセル（２；９０）が、実質的に単層として前記基板（２８；３１）上に配置されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項２２】
前記複数のカプセル（２；９０）が、結合剤と結合することによりフィルムを形成し、ここで、該フィルムに、後部基板（４８；５８）が積層されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項２３】
材料の層（４６；５６）が前記フィルムと前記後部基板（４８；５８）との間に配置されることを特徴とする、請求項２２に記載のカプセル化電気泳動素子。
【請求項２４】
請求項２３に記載のカプセル化電気泳動素子であって、段落（ａ）が、以下：
（ａ）前記材料の層（４６；５６）が、積層の前に前記後部基板（４８；５８）と結合されること；
（ｂ）該材料の層（４６；５６）が、積層の前に前記フィルムと結合されること；
（ｃ）該材料の層（４６；５６）が絶縁体を含むこと；
（ｄ）該材料の層（４６；５６）が伝導体を含むこと；
（ｅ）該材料の層（４６；５６）が半導体を含むこと；
（ｆ）該材料の層（４６；５６）が、積層の間の少なくとも一部分において、液体状態であること；
（ｇ）該材料の層（４６；５６）が、積層の間の少なくとも一部分において、粘性であること；
（ｈ）該材料の層（４６；５６）が結合剤を含むこと；
（ｉ）該材料の層（４６；５６）が、５０μｍ以下の厚さを有すること；および
（ｊ）該材料の層（４６；５６）が、該フィルム内に形成される任意の隙間を実質的に満たすこと、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、素子。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載のカプセル化電気泳動素子であって、前記積層が、前記カプセル（２；９０）、前記結合剤、および前記材料の層（４６；５６）を含む層を生成し、該層が以下の特性：
（ａ）前記後部基板（４８；５８）に近位の、少なくとも１つの実質的に平坦な側面を有すること；
（ｂ）実質的に空隙がないこと；
（ｃ）実質的に均一な厚さを有すること；および
（ｄ）１０〜５００μｍの厚さを有すること、
のうち１つ以上を有することを特徴とする、素子。
【請求項２６】
請求項２３または請求項２４に記載のカプセル化電気泳動素子であって、前記材料の層（４６；５６）が、以下：
（ａ）炭素粒子、金粒子、アルミニウム粒子、白金粒子、銀粒子、メッキポリマー球、メッキガラス球およびインジウムスズ酸化物粒子；または
（ｂ）ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンおよびポリチオフェンから選択される材料を含む接着剤を含有することを特徴とする、素子。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか１項に記載の、少なくとも１つの電気泳動素子を備える、カプセル化電気泳動ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６０／１０３，３９８号（１９９８年１０月７日出願）および米国仮特許出願第６０／１１８，７９４号（１９９９年２月４日出願）の優先権および利益を主張する。これらの各仮特許出願の開示の全体を、本明細書中に参考として援用する。
【０００２】
（政府の権利）
本発明は、ＳＳＣＯＭによって与えられた認証番号第ＤＡＡＮ０２−９８−３−０００４号のもとで、政府の支持を受けてなされた。政府は、本発明に関して一定の権利を有する。
【０００３】
（技術分野）
本発明は、一般に、カプセル化電気泳動ディスプレイのためのカプセルの単層を形成するための、材料および方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
（背景情報）
現在の電気泳動ディスプレイ技術が製造するディスプレイは、望み通りに明るいものでも、望み通りの十分なコントラストを有するものでもない。現在のディスプレイには、その構築の制限のために、均一な明度または良好なコントラストを達成する能力がない。従って、受容可能な明度およびコントラストを有する電気泳動ディスプレイを提供するための、新たな材料および構築方法が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
本発明は、明るく、コントラストが高い、カプセル化電気泳動ディスプレイに関する。このようなディスプレイは、基板上にカプセルの単層が形成されるようにこのディスプレイが構成されることが可能となる、様々な材料および方法を用いて、達成され得る。これらのカプセルは、電気泳動により移動可能な少なくとも１種の粒子、および懸濁流体を含む。単層の形成に加えて、本発明の材料および方法により、単層のカプセルが共に充填され、かつ／または変形されて、特定の有用な構造となり得る。例えば、カプセルは、非球形であり得る。
例えば、本発明は、以下を提供する。
（項目１）  カプセル化電気泳動素子を作製するためのプロセスであって、該カプセル化電気泳動素子は、実質的に単層として基板上に配置される複数のカプセルを有し得、該プロセスは、以下：
（ａ）少なくとも１つのカプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）を結合剤と混合して、カプセル／結合剤混合物（２２；３５）を作製する工程；
（ｂ）該カプセル／結合剤混合物（２２；３５）を、少なくとも部分的に伝導性の基板（２８；３１）上にコーティングして、フィルムを作製する工程；および
（ｃ）該カプセル／結合剤混合物（２２；３５）を硬化する工程、により特徴付けられる、プロセス。
（項目２）  前記結合剤が、アクリルまたはウレタン結合剤、ポリ（ビニルアルコール）およびポリマーラテックスのうちいずれか１つ以上を含むことを特徴とする、項目１に記載のプロセス。
（項目３）  わずかな前記結合剤が蒸発し得ることを特徴とする、項目１〜２のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目４）  前記基板（２８；３１）がインジウムスズ酸化物スパッタポリエステルフィルムを含むことを特徴とする、項目１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目５）  前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）のうち少なくとも１つが、懸濁流体（９２）中に分散された複数の粒子（８；９４；９６）を含むことを特徴とする、項目１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目６）  前記懸濁流体（９２）が、ハロゲン化炭化水素および／または脂肪族炭化水素を含むことを特徴とする、項目１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目７）  前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が、実質的に単層として前記基板（２８；３１）上に配置されることを特徴とする、項目１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目８）  前記コーティング工程が、加圧ガスを前記カプセル／結合剤混合物（２２；３５）に適用する工程を包含することを特徴とする、項目１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目９）  項目８に記載のプロセスであって、該プロセスが以下：
（ａ）前記加圧ガスを前記カプセル／結合剤混合物（２２；３５）に適用する前に、該加圧ガスを周囲温度より高い温度まで加熱する工程；
（ｂ）該加圧ガスを該カプセル／結合剤混合物（２２；３５）に適用する前に、該加圧ガスを周囲温度より低い温度まで冷却する工程；
（ｃ）該加圧ガスに液体を添加する工程；
（ｄ）該加圧ガスをエアナイフ（３０）を用いて適用する工程；
（ｅ）該加圧ガスを、該カプセル／結合剤混合物（２２；３５）の表面から１ｃｍ〜１５ｃｍ離れた位置から適用する工程；
（ｆ）該加圧ガスを、該基板（２８；３１）の表面から０°〜９０°の角度で適用する工程；および
（ｇ）該加圧ガスが空気を含むこと、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、プロセス。
（項目１０）  項目９に記載のプロセスであって、段落（ｃ）は、前記液体が以下：
（ａ）少なくとも１つの液滴；
（ｂ）有機溶媒；
（ｃ）アルコール；
（ｄ）イソプロピルアルコール、メタノールまたはエタノール；および
（ｅ）ブチルアセテート、塩化メチレンまたはクロロベンゼン、のうちいずれか１つ以上を含むことを特徴とする、プロセス。
（項目１１）  前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）のうち少なくともいくつかを、コーティングヘッド（２０）を通して前記基板（２８；３１）にコーティングすることにより特徴付けられる、項目１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目１２）  前記コーティングヘッド（２０）がスロットダイコーティングヘッドを含むことを特徴とする、項目１１に記載のプロセス。
（項目１３）  前記コーティングヘッド（２０）が、前記カプセルの平均直径の１倍と２．５倍との間の幅のスロット（２４）を有することを特徴とする、項目１２に記載のプロセス。
（項目１４）  後部基板（４８；５８）で前記フィルムを積層する工程により特徴付けられる、項目１〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目１５）  項目１４に記載のプロセスであって、該プロセスが、以下：
（ａ）材料の層（４６；５６）が前記フィルムと前記後部基板（４８；５８）との間に配置されること；
（ｂ）前記積層中に加熱が起こること；
（ｃ）該積層中に加圧が起こること；および
（ｄ）該積層中にガスの排気が起こること、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、プロセス。
（項目１６）  項目１５に記載のプロセスであって、段落（ａ）が、以下：
（ａ）前記材料の層（４６；５６）が、積層の前に前記後部基板（４８；５８）と結合されること；
（ｂ）該材料の層（４６；５６）が、積層の前に前記フィルムと結合されること；
（ｃ）該材料の層（４６；５６）が絶縁体を含むこと；
（ｄ）該材料の層（４６；５６）が伝導体を含むこと；
（ｅ）該材料の層（４６；５６）が半導体を含むこと；
（ｆ）該材料の層（４６；５６）が、積層の間の少なくとも一部分において、液体状態であること；
（ｇ）該材料の層（４６；５６）が、積層の間の少なくとも一部分において、粘性であること；
（ｈ）該材料の層（４６；５６）が結合剤を含むこと；
（ｉ）該材料の層（４６；５６）が、５０μｍ以下の厚さを有すること；および
（ｊ）該材料の層（４６；５６）が、該フィルム内に形成される任意の隙間を実質的に満たすこと、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、プロセス。
（項目１７）  項目１５または１６に記載のプロセスであって、前記積層が、前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）、前記結合剤、および前記材料の層（４６；５６）を含む層を生成し、該層が以下の特性：
（ａ）前記後部基板（４８；５８）に近位の、少なくとも１つの実質的に平坦な側面を有すること；
（ｂ）実質的に空隙がないこと；
（ｃ）実質的に均一な厚さを有すること；および
（ｄ）１０〜５００μｍの厚さを有すること、
のうち１つ以上を有することを特徴とする、プロセス。
（項目１８）  項目１５、段落（ａ）または項目１６に記載のプロセスであって、前記材料の層（４６；５６）が、以下：
（ａ）炭素粒子、金粒子、アルミニウム粒子、白金粒子、銀粒子、メッキポリマー球、メッキガラス球およびインジウムスズ酸化物粒子；または
（ｂ）ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンおよびポリチオフェンから選択される材料を含む接着剤を含有することを特徴とする、プロセス。
（項目１９）  項目１〜１８のいずれか１項に記載のプロセスであって、前記結合剤が結合剤固形分を含み、該結合剤固形分対少なくとも一部分の前記素子のカプセルの重量比が、１：２〜１：２０であることを特徴とする、プロセス。
（項目２０）  前記カプセルの少なくともいくつかと会合した水を除去することにより特徴付けられる、項目１〜１９のいずれか１項に記載のプロセス。
（項目２１）  項目２０に記載のプロセスであって、前記水の除去が、遠心分離、吸収、エバポレーション、メッシュ濾過および浸透圧分離のいずれか１つ以上によって行われることを特徴とする、プロセス。
（項目２２）  基板（２８；３１）上に実質的に単層として配置される複数の非球形のカプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）によって特徴付けられる、カプセル化電気泳動素子（４；４０；１１０）。
（項目２３）  前記複数のカプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が結合剤と結合し、従ってフィルムを形成することを特徴とする、項目２２に記載の素子。
（項目２４）  少なくとも一部分の前記素子が少なくとも７０％の光学活性部分を有することを特徴とする、項目２２または２３に記載の素子。
（項目２５）  項目２２に記載の素子であって、前記結合剤が結合剤固形分を含み、該結合剤固形分対少なくとも一部分の該素子のカプセルの重量比が、１：２〜１：２０であることを特徴とする、素子。
（項目２６）  前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が実質的に均一なサイズであることを特徴とする、項目２２〜２５のいずれか１項に記載の素子。
（項目２７）  前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が近接して詰められることを特徴とする、項目２２〜２６のいずれか１項に記載の素子。
（項目２８）  前記材料の層に近接して配置される後部基板（４８；５８）により特徴付けられる、項目２２〜２７のいずれか１項に記載の素子。
（項目２９）  項目２８に記載の素子であって、以下：
（ａ）前記後部基板（４８；５８）がポリマー材料、ガラスまたは金属を含むこと；
（ｂ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つの電極を備えること；
（ｃ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つのトランジスタを備えること；および
（ｄ）該後部基板（４８；５８）が少なくとも１つのダイオードを備えること、のうちいずれか１つ以上により特徴付けられる、素子。
（項目３０）  項目２２〜２９のいずれか１項に記載の素子であって、前記基板（２８；３１）が、以下の特性：
（ａ）該基板（２８；３１）がポリマー材料を含むこと；
（ｂ）該基板（２８；３１）が少なくとも１つの電極を備えること；
（ｃ）該基板（２８；３１）がポリエステルフィルムを備えること；および
（ｄ）該基板（２８；３１）が２５μｍ〜５００μｍの厚さを有すること、のうちいずれか１つ以上を有することを特徴とする、素子。
（項目３１）  項目２２〜３０のいずれか１項に記載の素子であって、各カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が、０．２μｍ〜１０μｍの厚さを有する付随するカプセル壁により規定されることを特徴とする、素子。
（項目３２）  項目２２〜３０のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が、流体含有キャビティを有するポリマーマトリックスを含むことを特徴とする、素子。
（項目３３）  項目２２〜３０のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）の少なくとも１つが、懸濁流体および少なくとも１種の粒子を含むことを特徴とする、素子。
（項目３４）  項目２２〜３０のいずれか１項に記載の素子であって、前記カプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）の少なくとも１つが、異なる光学特性を有する少なくとも２種の電気泳動粒子を含むことを特徴とする、素子。
（項目３５）  カプセル化電気泳動素子であって、複数のカプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が基板（２８；３１）上に実質的に単層として配置され、そして結合剤と結合し、それによりフィルムを形成し、該素子の少なくとも一部は少なくとも７０％の光学活性部分を有することを特徴とする、素子。
（項目３６）  カプセル化電気泳動素子であって、複数のカプセル（２；９０；１００、１０２、１０４、１０６）が基板（２８；３１）上に実質的に単層として配置され、そして結合剤と結合し、それによりフィルムを形成し、該結合剤が結合剤固形分を含み、該結合剤固形分対少なくとも一部分の該素子のカプセルの重量比が、１：２〜１：２０であることを特徴とする、素子。
（項目３７）  項目２２〜３６のいずれか１項に記載のカプセル化電気泳動素子であって、項目２〜７、１４、１５、段落（ａ）および項目１６〜１９で定義される特徴のうちいずれか１つ以上によって特徴付けられる、素子。
（項目３８）  項目２２〜３７のいずれか１項に記載の、少なくとも１つの電気泳動素子を備える、カプセル化電気泳動ディスプレイ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】図１Ａは、カプセルの単層の断面の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、変形可能な非球形のカプセルの単層の断面の概略図である。
【図２】図２は、本発明の１実施態様による、スロットダイコーティング器を使用してコーティングするプロセスを概略的に図示する。
【図３】図３は、本発明の１実施態様による、カプセルの単層のスロットダイコーティング器による配置を概略的に図示する。
【図４】図４は、本発明の１実施態様による、エアナイフコーティング器を使用するコーティングプロセスを概略的に図示する。
【図５Ａ】図５Ａは、材料の層と接触してこのフィルム内の隙間を充填する前のフィルムの概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、材料の層が適用されて、後部基板に積層された後の、図５Ａのフィルムの概略図である。
【図６Ａ】図６Ａは、光学的に活性なフラクションの計算を示す、ディスプレイの概略頂面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、光学的に活性なフラクションの計算を示す、ディスプレイの概略側面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、エマルジョンベースのカプセル化を実施するための装置の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、白色粒子および黒色粒子が内部に分散した懸濁流体の、油滴の概略図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、白色微小粒子および電荷制御剤が内部に分散した、暗色に着色された懸濁流体の、油滴の概略図である。
【図８】図８は、カプセルと会合した水の除去を概略的に示す。
【図９Ａ】図９Ａは、フィルム内の隙間を充填するための材料層と接触する前の、結合剤のないフィルムの概略図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、材料の層が適用されて後部基板に積層された後の、図９Ａのフィルムの概略図である。
【図１０】図１０は、マトリックス中の、流体が充填されたキャビティである、カプセルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書全体にわたって、本発明は、記載の簡便のために、ディスプレイとして記載される。しかし、本明細書中に開示される組成物およびプロセスは、「素子」に対して等しく応用可能である。ディスプレイは、より広い概念の素子の１例である。１つ以上の素子が並べられて、ディスプレイまたは他の製品となり得る。素子は、ディスプレイに関して記載される特徴の任意のものを含み得る。
【０００８】
一般に、粒子は、電圧の影響下でカプセル内を移動する。その粒子の位置および懸濁流体の組成に依存して、様々な視覚状態が得られる。高度に一般化された１つの例においては、カプセルの前側（観察者の側）に位置する、有色色素の反射性粒子が光を反射して、「白色」に見える。電気の印加によって、この反射性粒子がカプセルの後ろ側（観察者の反対側）に移動すると、この粒子は着色流体に覆われて、観察者には「暗く」見える。
【０００９】
カプセル化電気泳動ディスプレイを首尾よく構築するには、いくつかの異なる種類の材料およびプロセスの適切な相互作用を必要とする。ポリマー結合剤、カプセル膜、ならびに電気泳動粒子および流体などの材料は、全て化学的に適合性でなければならない。カプセル膜は、有用な表面相互作用で電気泳動粒子と係合し得るか、または流体と結合剤との間の不活性な物理的境界として作用し得る。ポリマー結合剤は、カプセル膜と電極表面との間の接着剤として、硬化し得る。
【００１０】
いくつかの場合においては、プロセスにおける別個のカプセル化工程は、必要ではない。電気泳動流体は、直接分散されるか、または結合剤（または結合剤材料の前駆体）中に乳化されて、「ポリマー分散型電気泳動ディスプレイ」と呼ばれ得るものを形成し得る。このようなディスプレイにおいては、たとえカプセル膜が存在しないとしても、個々の電気泳動相が、カプセルまたはマイクロカプセルと称され得る。このようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイは、カプセル化電気泳動ディスプレイの下位概念であるとみなされる。
【００１１】
カプセル化電気泳動ディスプレイにおいては、結合剤材料がカプセルを囲み、そして２つの電極を分離する。この結合剤材料は、これらカプセルおよび電極と適合性であるべきであり、そして迅速なプリントまたはコーティングを可能とする特性を有するべきである。この材料はまた、水、酸素、紫外光、電気泳動流体、または他の材料に対して、バリア特性を有し得る。さらに、この材料は、コーティングまたは耐久性の補助となり得る、界面活性剤および架橋剤を含有し得る。ポリマー分散型電気泳動ディスプレイは、エマルジョンまたは相分離型のものであり得る。
【００１２】
本発明の１局面においては、カプセル化電気泳動素子は、実質的に単層として基板上に配置された、複数の非球形のカプセルを有する。
【００１３】
本発明の別の局面においては、カプセル化電気泳動素子は、実質的に単層として基板上に配置されて結合剤と会合し、それによってフィルムを形成する、複数のカプセルを有する。この結合剤は、結合剤固形分を含み得、そして結合剤固形分の質量対カプセルの質量の比は、この素子の少なくとも一部において、約１：２〜約１：２０であり得る。
【００１４】
本発明の別の局面においては、カプセル化電気泳動素子は、実質的に単層として基板上に配置されて結合剤と会合し、それによってフィルムを形成する、複数のカプセルを有する。この素子の少なくとも一部は、少なくとも７０％の光学的に活性なフラクションを有する。
【００１５】
本発明の様々な局面は、以下の特徴のうちの任意のものを有し得る。さらに、素子のこれらまたは以下に記載する局面は、以下に記載の特徴の任意のものと共に、単独または組み合わせで使用されて、ディスプレイを形成し得る。複数のカプセルが、基板上に配置され得、そして結合剤と会合し得、これによって、フィルムを形成する。このフィルムは、結合剤固形分を含む結合剤を有し得、そしてこの結合剤固形分の質量対カプセルの質量の比は、この素子の少なくとも一部において、約１：２〜約１：２０であり得る。この素子の少なくとも一部は、少なくとも７０％の、光学的に活性なフラクションを有し得る。これらのカプセルは、非球形であり得、そして／または少なくとも基板に近い方の側が、実質的に平坦であり得る。このフィルムは、密に充填されたカプセルを含み得る。これらのカプセルの少なくとも１つは、懸濁流体および少なくとも１種の粒子を含み得るか、またはこれらのカプセルの少なくとも１つは、少なくとも２つの粒子種の光学特性が異なるような、少なくとも２種の粒子を含み得る。これらのカプセルは、流体（オイルなど）含有キャビティを有するポリマーマトリックスであり得る。カプセル壁は、このカプセルを規定し、そして約０．２μｍ〜約１０μｍの厚みを有し得る。基板は、ポリマー材料、ポリエステルフィルム、および／または少なくとも１つの電極（インジウムスズ酸化物など）を含み得る。この基板は、約２５μｍ〜約５００μｍの厚みであり得る。
【００１６】
この素子はまた、フィルム内に形成される隙間を実質的に充填する材料の層を有し得る。この層もまた、実質的に平坦であるか、またはフィルムの反対側であり得る。後部基板は、この材料の層に隣接して配置され得る。この材料の層は、最初は、フィルムまたは後部基板と会合し得る。これらカプセル、結合剤、および材料の層は、実質的に均一な厚みを有する層、および／または実質的に空隙のない層を形成し得る。この層は、約１０μｍ〜約５００μｍの厚み、好ましくは約５０μｍ〜約３００μｍの厚みであり得る。これらのカプセルは、実質的に均一なサイズであり得る。この材料の層は、バインダーであり得る。この材料の層は、絶縁体、導体、または半導体を含み得る。この材料の層は、フィルム内の隙間を実質的に充填する前、その間、および／またはその後に、粘性または液体であり得る。この材料の層は、約５０μｍ以下の厚みを有し得る。この材料の層は、例えば、炭素粒子、金粒子、アルミニウム粒子、白金粒子、銀粒子、メッキされたポリマー球、メッキされたガラス球、インジウムスズ酸化物粒子、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン（「Ｐ−ＤＯＴ」）、および／またはポリチオフェンを含有する、接着剤を含み得る。
【００１７】
後部基板は、少なくとも１つの電極、少なくとも１つのトランジスタ、および／または少なくとも１つのダイオードを含み得る。このトランジスタは、少なくとも有機材料またはケイ素ベースであり得る。この後部基板は、ポリマー材料、ガラス、または金属を含み得る。
【００１８】
本発明の別の局面においては、カプセル化電気泳動素子は、実質的に単層として基板上に配置され、これによってフィルムを形成する、複数の非球形カプセルを含む。典型的に、この実施態様の素子は、実質的に結合剤を含まない。この局面は、上述の特徴の任意のものを有し得る。さらに、この局面は、以下の特徴の任意のものを有し得る。これらカプセルおよび材料の層は、実質的に均一な厚みを有し、かつ／または実質的に空隙のない、層を形成し得る。さらに、本発明のこの局面の素子の１つ以上が、本発明のこの局面または他の局面の他の要素と組み合わせられて、ディスプレイを形成し得る。
【００１９】
本発明の別の局面は、基板上に実質的に単層として配置される複数のカプセルを有し得る、カプセル化電気泳動素子を作製するためのプロセスである。このプロセスは、以下の工程を包含する：（ａ）カプセルを提供する工程；（ｂ）このカプセルの少なくとも１つを結合剤と混合して、カプセル／結合剤混合物を調製する工程；（ｃ）このカプセル／結合剤混合物を少なくとも部分的に導電性の基板にコーティングし、これによってフィルムを形成する工程；および（ｄ）このカプセル／結合剤混合物を硬化させる工程。
【００２０】
本発明のこの局面は、上に列挙した特徴の任意のものまたは以下の特徴の任意のものを有し得る。この結合剤は、アクリル、ウレタン、およびポリ（ビニルアルコール）からなる群から選択され得る。この結合剤は、ポリマーラテックスを含み得る。この結合剤は、蒸発可能なフラクションを有し得る。導電性基板は、インジウムスズ酸化物をスパッタリングしたポリエステルフィルムを含み得る。少なくとも１個のカプセルは、懸濁流体中に分散した複数の粒子（二酸化チタン粒子など）を含み得る。この懸濁流体は、ハロゲン化炭化水素および／または脂肪族炭化水素を含み得る。
【００２１】
コーティングする工程は、圧縮ガスをカプセル／結合剤混合物に適用し、これによってカプセル／結合剤混合物の基板上への堆積を引き起こす工程を包含し得、その結果、カプセルが基板上に実質的に単層として配置される。このコーティングする工程は、圧縮ガスのカプセル／結合剤混合物への適用の前またはその間に、この圧縮ガスの加熱、冷却、および／または液体の添加をさらに包含し得る。この液体は、液滴の形態であり得、そして／または有機溶媒であり得る。この有機溶媒は、例えば、酢酸ブチル、塩化メチレン、および／またはクロロベンゼンを含み得る。この有機溶媒は、アルコール（例えば、イソプロピルアルコール、メタノール、および／またはエタノール）を含み得る。このコーティングする工程は、エアナイフを用いて圧縮ガスを適用する工程を包含し得、このエアナイフは、カプセル／結合剤混合物の表面から約１ｃｍ〜約１５ｃｍの距離にあり、かつ／または導電性基板の表面から約０°〜約９０°の角度である。この圧縮ガスは、空気を含み得る。
【００２２】
このコーティングする工程は、カプセルの少なくともいくつかを、フィルム上に、コーティングヘッド（例えば、典型的に低せん断力のポンピング圧を提供するポンプを備える）を用いてコーティングする工程を包含し得る。これらのカプセルの少なくともいくつかは、単層として配置され得、そして単層を形成し得る。このコーティングヘッドは、スロットダイコーティングヘッドであり得る。典型的に、このスロットダイコーティングヘッドのスロットの幅は、カプセルの平均直径の約１倍と約２．５倍との間である。
【００２３】
このプロセスは、フィルムを後部基板に積層する工程をさらに包含し得る。材料の層が、これらフィルムと後部基板との間に配置され得る。この材料の層は、この後部基板、および／またはこのフィルムと、積層の前に会合し得る。加熱、加圧、および／またはガスの発生が、この積層の工程の間に起こり得る。この材料の層は、絶縁性、伝導性、または半導性であり得る。この材料の層は、積層する工程の少なくとも一部の間に、粘性または液状であり得る。この材料の層は、結合剤を含み得る。積層する工程は、カプセル、結合剤、および材料の層を含む層を製造し得る。この層は、後部基板の近位に少なくとも１つの実質的に平坦な面を有し得、実質的に空隙がなくあり得、かつ／または実質的に均一な厚みを有し得る。この材料の層は、このフィルム内の隙間を、実質的に充填し得る。この材料の層は、約５０μｍ以下の厚みを有し得る。この材料の層は、例えば、炭素粒子、金粒子、アルミニウム粒子、白金粒子、銀粒子、メッキしたポリマー球、メッキしたガラス球、インジウムスズ酸化物粒子、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、Ｐ−ＤＯＴ、および／またはポリチオフェンを含有する接着剤を含み得る。この結合剤は、結合剤固形分を含み得、そして結合剤固形分の質量対カプセルの質量の比が、素子の少なくとも一部において、約１：２〜約１：２０であり得る。
【００２４】
このプロセスは、カプセルの少なくともいくつかと会合している水を除去する工程をさらに包含し得る。この水を除去する工程は、遠心分離、吸収、蒸発、メッシュ濾過および浸透分離からなる群から選択されるプロセスを、包含し得る。
【００２５】
本発明を、好ましい例示的な実施態様に従って、そのさらなる利点と共に、添付の図面と組み合わせて、以下の詳細な説明にさらに特定して記載する。
【００２６】
図面において、同じ参照番号は、異なる図にわたって、一般的に同じ部分を表す。また、図面は必ずしも同一縮尺ではなく、本発明の原理を図示する際に、誇張が一般的に行われる。
【００２７】
（説明）
本発明は、カプセル化電気泳動ディスプレイデバイスの性能を改良する、材料および方法を提供する。カプセル化電気泳動ディスプレイデバイスの構築において、単層で密に充填された構造のカプセル（これは典型的に、電気泳動粒子を含む）が、望ましい。例えば、密に充填された構造におけるカプセルは、高密度の、間隔が接近した構成のものを含む。さらに、変形可能なカプセルであって、これによってそのカプセル壁が共に接近して密着することが可能となり、このときこれらカプセルの間に結合材料がほとんど存在しないものが、望ましい。例えば、これらのカプセルは、非球形の形状をとり得る。
【００２８】
一般に、カプセル化電気泳動ディスプレイは、光を吸収または散乱する、１種以上の粒子を含む。１例は、カプセルが、電気泳動によって移動可能な粒子を１種以上含み、これらの粒子が、着色された懸濁流体中に分散される系である。別の例は、カプセルが、透明な懸濁流体中に懸濁した別個の２種の粒子を含む系であり、ここではこれらの粒子の一方の種が光を吸収し（暗）、同時にこれらの粒子の他方の種が光を散乱する（白色）。他の拡張が存在する（２種を超える粒子、色素の存在または非存在など）。これらの粒子は、通常、固体の顔料、着色粒子、または顔料／ポリマー複合体である。
【００２９】
密に充填された状態では、典型的に、カプセルの単層は、そのデバイスの光学的に活性な部分として所望される。これらのカプセルは、典型的に、非透過性顔料を含み、そしてそのデバイスのいかなる状態においても、ほとんどまたは全く光を透過しない。従って、密に充填されたカプセルの第一の層に衝突する光は、散乱されるか、吸収されるかのいずれかである。光はほとんどカプセルを透過しない。個々のカプセル（またはカプセルの第二の層）がカプセルの第一の層のすぐ下に配置される場合には、光はほとんどまたは全くこれらのカプセルに到達しない。それ自体では、第二の層は光学的効果に有意には寄与しない。さらに、カプセルのさらなる層がそのフィルムに厚みを加えるので、光学的利点を何も提供せずに、そのフィルムを作動させるに要求される電圧を上昇させる。
【００３０】
従って、密に充填された単層としてカプセルを有する、カプセル化電気泳動ディスプレイデバイスの構築が、所望される。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、典型的に、カプセル２は実質的に均一なサイズを有する。また、カプセル２は、図１Ｂに示すように、単層４が平坦（またはほぼ平坦）な表面６を形成し得るように、変形可能であり得る。１例においては、平坦な表面６によって、カプセル２が互いにより密に充填されることが可能であり、従って、カプセル２内の粒子８が、そのディスプレイの面にわたってより均一に広がり得る（図１Ａにおける粒子８の分布を、図１Ｂにおける分布と比較のこと）。さらに、カプセルの他方の側の平坦な表面（図示せず）によって、第二の基板（または第二の導電性基板）を積層することが可能となり、これによってカプセル層との接触が良好となる。この平坦な頂部表面は、自発的に形成し得るか、またはこのカプセルに別の材料をコーティングもしくは積層することによって、形成され得る。典型的に、カプセルは約０．２μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約５μｍの壁厚を有する。
【００３１】
実際に、ディスプレイの状態を測定する１つの方法は、「光学的に活性なフラクション」と呼ばれる変数を含む。この変数は、ディスプレイの総面積と比較して、その変化した外観を有し得る、ディスプレイの面積を表す。この変数は、（変化可能なディスプレイの表面積）／（ディスプレイの総面積）の比として表現され得る。総面積を計算する際には、通常の幾何学的式を使用して、そのディスプレイの表面積を容易に計算し得る。しかし、カプセルの性質のために、観察者は、そのディスプレイの平面（総表面積が通常計算される平面）には存在しないカプセルの、光学的に活性な領域（すなわち、外観を変化させるカプセルの可視の部分）を見る。従って、光学的に活性な領域の位置は、光学的に活性なフラクションを推定する目的で、総表面積が計算される表面に外挿されなければならない。
【００３２】
図６Ａおよび６Ｂは、光学活性フラクションを見積もるための光学活性領域の外挿を示す。図６Ａは、上面図であり、図６Ｂは、同じ構造の側面図であり、両方の図が整列されている。４つのカプセル１００、１０２、１０４、１０６が、ディスプレイの概略的な平面１１０に示される。この矩形平面１１０は、このディスプレイの合計の表面積を表す。カプセル１００、１０２、１０４、１０６の形状のために、平面１１０とおよそ一致したカプセル１００、１０２、１０４、１０６の光学活性領域（図６Ａにおいて実線で示される）は、合計の光学活性領域よりもわずかに小さい（図６Ａにおいて破線で示される）。従って、外挿技術に従って、合計の光学活性領域は、破線によって表されるように、平面１１０の上に置かれる。図６Ｂは、カプセル１００、１０２、１０４、１０６の部分が、どのようにしてディスプレイの平面１１０と一致しないで近接するかを示し、図６Ａの実線および破線がなぜ一致しないかを説明する。実際に、有用な光学活性フラクションは、約７０％以上、好ましくは約９０％以上である。
【００３３】
非球形のマイクロカプセルは、例えば、不均一なせん断場または圧縮圧力を使用することによって、カプセル化相の間に形成され得る。このような非球形カプセルはまた、結合剤が乾燥するかまたは硬化する場合、このディスプレイの処理の間に形成され得る。このようなシステムにおいて、結合剤が収縮するので、これは、カプセルを互いに近くに引張り、そしてカプセルがコーティングされている基材へとカプセルを引張る。例えば、水に浮かぶ（ｗａｔｅｒｂｏｕｒｎｅ）アクリル、ウレタン、またはポリ（ビニルアルコール）のような水性蒸発性結合剤は、このような収縮性質を示す傾向がある。典型的には、水のような、結合剤のフラクションは蒸発する。他の蒸発性結合剤、エマルジョン、または溶液がまた、適切である。溶媒は、水である必要はないが、有機液体または液体の組み合わせであり得る。
【００３４】
また、非球形カプセルは、例えば、このフィルムに力を付与することによって形成され得、このときこのフィルムが乾燥または硬化し、このカプセルを永久的に変形する。このような力は、一対のローラーによって、真空積層プレス（ｖａｃｕｕｍ  ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｐｒｅｓｓ）によって、機械的プレスによって、または任意の他の適切な手段によって付与され得る。このような非球形カプセルはまた、このフィルムの平面軸の一方または両方において、硬化されたフィルムを延ばすことによって形成され得る。硬化プロセスの完了の後に、このカプセルは、硬化されたフィルムの表面より上に突出し得、カプセルの光学特性を高めるレンズ効果を生じ得る。最終的に、このカプセルはまた、結合剤中で軟化する材料から形成され得、従って、このカプセルおよび結合剤が置かれ、結合剤が硬化される場合、このカプセルは平坦な表面を形成するために変形することができる。
【００３５】
別の実施態様において、ポリマー分散された電気泳動ディスプレイは、ポリマー分散液晶ディスプレイと類似の方法で構成される。流体は、結合剤とともに混合される。典型的には、この流体は、油状物であり得る。結合剤が乾燥されるかまたは硬化されるので、この流体は、非球形のキャビティに引きこまれる。これらの流体含有キャビティは、エラストマー性カプセルであり得る。これらのキャビティは、典型的に、カプセル壁を欠いている。例えば、図１０は、油状物６４で満たされたキャビティ６０を示す。キャビティは、マトリックス６２内に位置する。マトリックス６２は、基材６６に隣接する。典型的には、マトリックス６２は、結合剤であり得るポリマーから形成される。好ましい実施態様では、これらのキャビティーの外見の比（すなわち、高さｈに対する幅ｗの比）は、好ましくは、約１．２よりも大きい。外見の比は、より好ましくは約１．５より大きく、特に好ましい実施態様では、外見の比は、約１．７５よりも大きい。好ましい実施態様では、非球形カプセルを有するディスプレイは、約０から約０．９の間の結合剤の体積フラクション（すなわち、合計の体積のフラクション）を有する。より好ましくは、体積フラクションは、約０．０５と約０．２の間である。
【００３６】
電気泳動ディスプレイは、カプセル化された電気泳動ディスプレイとしてか、またはポリマー分散電気泳動ディスプレイ（ポリマー分散液晶ディスプレイの構成に類似）として構成され、非球形のカプセルまたは液滴が、展伸加工（ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ）によって、結合剤の収縮によって、または機械的力によって形成される。各場合において、このカプセルは、変形し得るべきか、または破裂し得る。ポリマー分散電気泳動ディスプレイの場合では、カプセル化された相は、ポリマーが収縮するにつれて、形状を変化する。さらに、カプセル化された相は、この基材を延ばすことによって非対称に変形し得る。使用され得る別の技術は、丈夫な上部スキンが形成されるような方法で、まず結合剤を乾燥することである。次いで、結合剤の残りは、上部表面が破損するかまたはあまりにも不均一になる心配なしでゆっくり乾燥され得る。
【００３７】
単相の詳細および本発明に従う単層を形成する方法から一歩離れて、セクションＩは、一般的に、本発明に従う電気泳動ディスプレイの構成要素のいくつかを記載する。さらなる詳細は、１９９８年８月２７日に出願された米国特許出願第０９／１４１，１０５号に提供され、この全体は、本明細書中参考として援用される。セクションＩＩは、ディスプレイの構成要素および単相におけるディスプレイを構築するプロセスを記載する。
【００３８】
（Ｉ．電気泳動ディスプレイ構成要素）
Ａ．粒子
上記のように、電気泳動ディスプレイにおける使用のための粒子の選択においてかなりの柔軟性がある。本発明の目的のために、粒子は、荷電しているかまたは電荷を獲得し得る（すなわち、電気泳動移動性を有するかまたは電気泳動移動性を獲得し得る）任意の構成要素であり、ある場合では、この移動性は、ゼロまたはほぼゼロあり得る（すなわち、粒子は動かない）。この粒子は、ニート顔料、染色された（レーキ）顔料または顔料／ポリマー複合体、あるいは荷電しているかまたは電荷を獲得し得る任意の他の構成要素であり得る。電気泳動粒子についての典型的な考察は、その光学的性質、電気的性質、および表面化学である。この粒子は、有機または無機化合物であり得、これらは、光を吸収するか、または光を散乱するかのいずれかであり得る。本発明の使用のための粒子は、さらに、散乱顔料、吸収顔料および発光粒子を含み得る。粒子は、コーナーキューブ（ｃｏｒｎｅｒ  ｃｕｂｅ）のような逆反射性であっても良く、また、これは、硫化亜鉛粒子（これは、ＡＣ場によって励起される場合、光を発する）のようにエレクトロルミネセンス性であっても良く、これらは、光ルミネセンス性であっても良い。最終的に、この粒子は、荷電または荷電剤との相互作用を改善するか、または分散性を改善するために、処理された表面であり得る。
【００３９】
本発明の電気泳動ディスプレイにおいて使用するための一つの粒子は、チタニアである。チタニア粒子は、例えば、酸化アルミニウム、または酸化ケイ素のような金属酸化物でコーティングされ得る。チタニア粒子は、金属酸化物コーティングの１、２、またはそれ以上の層を有し得る。例えば、本発明の電気泳動ディスプレイにおける使用のためのチタニア粒子は、酸化アルミニウムのコーティングおよび酸化ケイ素のコーティングを有し得る。このコーティングは、任意の順序でこの粒子に添加され得る。
【００４０】
電気泳動粒子は、通常、顔料、ポリマー、レーキ顔料、または任意の上記組み合わせである。ニート顔料は、任意の顔料であり得、通常、明るい色の粒子に対して、ルチル（チタニア）、アナターゼ（チタニア）、硫酸バリウム、カオリン、または酸化亜鉛のような顔料が有用である。いくつかの典型的な粒子は、高い屈折率、高い散乱係数、および低い吸収係数を有する。カーボンブラックまたはペイントおよびインキに使用される着色顔料などの他の粒子は、吸収性である。この顔料はまた、懸濁流体において不溶であるべきである。ジアリーリドイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエローのような黄色顔料はまた、同様なディスプレイにおける使用が見出されている。任意の他の反射性材料が、メタリック粒子のような非顔料材料を含めて、明るい色の粒子について使用され得る。
【００４１】
有用なニート顔料には、以下が挙げられるが、これらには限定されない：
【００４２】
【化１】
2011002844.tif 000003
Ｒａｖｅｎ１１（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）、（約２５μｍの粒子サイズを有するカーボンブラックの凝集体）、Ｓｔａｔｅｘ  Ｂ−１２（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏ．）（３３μｍの平均粒子サイズのファーネスブラック）、およびクロムグリーン。
【００４３】
粒子はまた、レーキ顔料または染色顔料を含み得る。レーキ顔料は、染料が上に沈澱された粒子であるか、または染色された粒子である。レーキは、容易に可溶性のアニオン性染料の金属塩である。１つ以上のスルホン酸またはカルボン酸基を含む、アゾ、トリフェニルメタン、またはアントラキノン構造の染料がある。これらは、通常、基材上に、カルシウム塩、バリウム塩またはアルミニウム塩によって沈澱する。典型的な例は、ピーコックブルーレーキ（ＣＩ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２４）およびＰｅｒｓｉａｎ  オレンジ（ＣＩ  Ａｃｉｄ  Ｏｒａｎｇｅ  ７のレーキ）、Ｂｌａｃｋ  Ｍ  Ｔｏｎｅｒ（ＧＡＦ）（レーキ上に沈澱したカーボンブラックおよび黒色染料の混合物）である。
【００４４】
染色されたタイプの暗い粒子は、カーボンブラックまたは無機黒色材料のような任意の光吸収材料から構成され得る。暗い材料はまた、選択的に吸収し得る。例えば、濃緑色顔料が使用され得る。黒色粒子はまた、ラッテクスを金属酸化物で染色することによって形成され得、このようなラッテクスポリマーは、ブタジエン、スチレン、イソプレン、メタクリル酸、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルクロリド、アクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、ビニルアセテート、クロロスチレン、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、イソシアノエチルメタクリレートおよびＮ−（イソブトキシメタクリルアミド）のうちのいずれかからなり、そして必要に応じて、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメチルアクリレートおよびトリメタクリレートのような共役ジエン化合物を含む。黒色の粒子はまた、分散重合技術によって形成され得る。
【００４５】
顔料およびポリマーを含む系において、この顔料およびポリマーは、電気泳動粒子内で複数のドメインを形成し得るか、またはより小さな顔料／ポリマー組み合わせ粒子の凝集体であり得る。あるいは、中心顔料コアは、ポリマー壁によって囲まれ得る。顔料、ポリマー、またはその両方が染料を含み得る。この粒子の光学的目的は、光を散乱するか、光を吸収するか、またはその両方であり得る。有用なサイズは、この粒子が結合カプセルよりも小さい限り、１ｎｍから約１００μｍまでの範囲であり得る。電気泳動粒子の密度は、懸濁（すなわち、電気泳動）流体の密度と実質的に一致し得る。本明細書中で規定されるように、懸濁流体は、それぞれの密度における差が約０と約２グラム／ミリリットル（「ｇ／ｍｌ」）の間である場合、この粒子の密度と「実質的に一致した」密度を有する。この差は、好ましくは、約０と約０．５ｇ／ｍｌの間である。
【００４６】
この粒子に有用なポリマーには、以下が挙げられるが、これらには限定されない：ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｅｌｖａｘ樹脂（エチレン−ビニルアセテートコポリマー）、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、エチレンアクリル酸またはメタクリル酸コポリマー（Ｎｕｃｒｅｌ  Ｒｅｓｉｎｓ−ＤｕＰｏｎｔ，Ｐｒｉｍａｃｏｒ  Ｒｅｓｉｎｓ−Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、アクリルコポリマーおよびターポリマー（Ｅｌｖａｃｉｔｅ  Ｒｅｓｉｎｓ，ＤｕＰｏｎｔ）およびＰＭＭＡ。高いせん断溶融（ｓｈｅａｒ  ｍｅｌｔ）におけるホモポリマー／顔料相分離に有用な材料には、以下が挙げられるが、これらには限定されない：ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリラウリルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリイソボルニルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリアクリロニトリル、およびこれらの材料の２つ以上のコポリマー。市販のいくつかの有用な顔料／ポリマー複合体には、以下が挙げられるが、これらには限定されない：Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＰＭ  １７７６（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）、Ｍｅｔｈｙｌ  Ｖｉｏｌｅｔ  ＰＭＡ  ＶＭ６２２３（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）、およびＮａｐｈｔｈｏｌ  ＦＧＲ  ＲＦ６２５７（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）。
【００４７】
顔料−ポリマー複合体は、物理的プロセス（例えば、アトリションまたはボールミリング）、化学プロセス（例えば、マイクロカプセル化または分散重合）、粒子作製における当該分野で公知の任意の他のプロセスによって形成され得る。例えば、液体トナー粒子の製造とこれらの粒子の荷電の両方のためのプロセスおよび材料が、適切であり得る。
【００４８】
新規で有用な電気泳動粒子は依然として発見され得るが、しかし、電気泳動ディスプレイおよび液体トナーの当業者にすでに公知の多くの粒子もまた、有用であると立証され得る。一般的に、液体トナーおよびカプセル化電気泳動インクに対するポリマーの要件は、顔料または染料が、物理的、化学的、または物理化学的プロセスのいずれかによって容易にその中に取り込まれなければならず、コロイド安定性に役立ち得、そして荷電部位を含み得るかまたは荷電部位を含む材料を組み込み得る点で、類似している。カプセル化電気泳動インクによって共有されない液体トナー工業からの１つの一般的な要件は、このトナーが、画像を「固定」し得なければならないこと（すなわち、トナー粒子の堆積の後、均一なフィルムを作製するために、ともに熱融合すること）である。
【００４９】
粒子についての典型的な製造技術は、液体トナーおよび他の技術から引用され得、ボールミリング、アトリション、ジェットミリングなどが挙げられる。このプロセスを、着色性ポリマー粒子の場合について示す。このような場合、顔料は、通常スクリュー押出し機のようないくつかの種類の高いせん断メカニズムにおいて、ポリマー中に混合される。次いで、この複合材料は、約１０μｍの開始サイズまで（湿式または乾式）粉砕される。次いで、これは、例えば、ＩＳＯＰＡＲ（登録商標）（Ｅｘｘｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）のようなキャリア液体中に、必要に応じていくらかの荷電制御剤（単数または複数）とともに分散され、数時間高いせん断下で、最終粒子サイズおよび／またはサイズ分布に製粉される。
【００５０】
粒子についての別の製造技術は、ポリマー、顔料、および懸濁流体を媒体ミルに添加することである。このミルは、開始され、そして同時にこのポリマーが溶媒を実質的に膨潤する温度に加熱される。この温度は、典型的に、１００℃近くである。この状態において、顔料は、膨潤したポリマー中に容易にカプセル化される。適切な時間（典型的に、数時間）の後に、このミルを、攪拌しながら次第に冷却して周囲温度に戻す。この製粉工程は、十分小さな粒子サイズ（典型的には、数ミクロンの直径）を達成するために、数時間続けられ得る。荷電剤が、この時点で添加され得る。必要に応じて、さらに懸濁流体が添加され得る。
【００５１】
分散重合、ミニ−またはマクロ−乳化重合、懸濁重合沈澱、相分離、溶媒エバポレーション、インサイチュ重合、種をいれた（ｓｅｅｄｅｄ）乳化重合、またはマイクロカプセル化の一般的なカテゴリーに入る任意のプロセスのような化学プロセスが使用され得る。このタイプの典型的なプロセスは、溶解したポリマー性材料が、溶媒希釈、エバポレーション、または熱の変化によって溶液から分散された顔料表面に沈澱する、相分離プロセスである。他のプロセスには、例えば、金属酸化物または染料を用いてポリマーラテックスを染色するための化学手段が挙げられる。
【００５２】
Ｂ．懸濁流体
粒子を含有する懸濁流体は、密度、屈折率、および溶解性のような性質に基づいて選択され得る。好ましい懸濁流体は、低い誘電率（約２）、高い体積抵抗率（約１０15オーム−ｃｍ）、低い粘性（５センチストークス（「ｃｓｔ」）未満）、低い毒性および環境影響、低い水溶性（１０  百万分率（「ｐｐｍ」）未満）、高い比重（１．５より大きい）、高い沸点（９０℃より高い）、および低い屈折率（１．２未満）を有する。
【００５３】
懸濁流体の選択は、化学的不活性性、電気泳動粒子との密度の一致、または電気泳動粒子および結合カプセルの両方との化学的適合性に関連して基づき得る。流体の粘度は、粒子の移動が望ましい場合、低くあるべきである。懸濁流体の屈折率はまた、この粒子の屈折率と実質的に一致し得る。本明細書に使用されるように、懸濁流体の屈折率は、それぞれの屈折率間の差が約０と約０．３の間、好ましくは約０．０５と約０．２の間である場合、粒子の屈折率に「実質的に一致している」。
【００５４】
さらに、この流体は、いくらかのポリマーに対して貧溶媒であるように選択され得、これは、ポリマーおよび顔料の粒子を製造する際に有用なポリマー性材料の範囲を増加させるので、微粒子の製造における使用に有利である。有機溶媒（例えば、ハロゲン化有機溶媒、飽和直鎖または分子鎖炭化水素、シリコーンオイル、および低分子量ハロゲン含有ポリマー）がある程度有用な懸濁流体である。懸濁流体は、単一の流体を含み得る。しかし、この流体は、しばしば、その化学的および物理的性質を調整するために、１つより多い流体のブレンドである。さらに、この流体は、表面エネルギーを改変するかあるいは電気泳動粒子または結合カプセルの荷電のために、表面修飾剤を含み得る。マイクロカプセル化プロセスのための反応剤または溶媒（例えば、油溶性モノマー）はまた、懸濁流体に含まれ得る。荷電制御剤はまた、懸濁流体に添加され得る。
【００５５】
有用な有機溶媒には以下が挙げられるが、これらには限定されない：デカンエポキシドおよびドデカンエポキシドのようなエポキシド；シクロヘキシルビニルエーテルおよびＤｅｃａｖｅ（登録商標）（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌａｖｏｒｓ  ＆  Ｆｒａｇｒａｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ）のようなビニルエーテル；ならびにトルエンおよびナフタレンのような芳香族炭化水素。有用なハロゲン化溶媒には以下が挙げられるが、これらには限定されない：テトラフルオロジブロモエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、１，２，４−トリクロロベンゼン、四塩化炭素。これらの物質は、高い密度を有する。有用な炭化水素には、以下が挙げられるが、これらには限定されない：ドデカン、テトラデカン、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標）シリーズ（Ｅｘｘｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）、Ｎｏｒｐａｒ（登録商標）（一連の通常のパラフィン液体）、Ｓｈｅｌｌ−Ｓｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌｌ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）、およびＳｏｌ−Ｔｒｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌｌ）における脂肪族炭化水素、ナフサならびに他の石油溶媒。これらの物質は、通常、低い密度を有する。シリコーンオイルの有用な例には、以下が挙げられるが、これらには限定されない：オクタメチルシクロシロキサンおよび高分子量環状シロキサン、ポリ（メチルフェニルシロキサン）、ヘキサメチルジシロキサン、ならびにポリジメチルシロキサン。これらの物質は、通常、低い密度を有する。有用な低分子量ハロゲン含有ポリマーには、以下が挙げられるが、これらには限定されない：ポリ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマー（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｉｎｃ．，Ｒｉｖｅｒ  Ｅｄｇｅ，ＮＪ）、Ｇａｌｄｅｎ（登録商標）（Ａｕｓｉｍｏｎｔ，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，Ｎｊからのパーフルオロ化エーテル）、またはＤｕｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）からのＫｒｙｔｏｘ（登録商標）。好ましい実施態様では、懸濁流体は、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマーである。特に好ましい実施態様では、このポリマーは、約２〜約１０の重合の程度を有する。上記材料の多くが、ある範囲の粘度、密度、および沸点で入手可能である。
【００５６】
この流体は、カプセルが形成される前に、小滴に形成され得なければならない。小適を形成するプロセスは、フロースルー（ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ）ジェット、膜、ノズル、またはオリフィス、ならびにせん断ベースの乳化スキームを包含する。小適の形成は、電場またはソニック場（ｓｏｎｉｃ  ｆｉｅｌｄ）によって補助され得る。界面活性剤およびポリマーは、エマルジョンタイプカプセル化の場合における液滴の安定化および乳化を補助するために使用され得る。本発明のディスプレイにおける使用のための１つの表面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウムである。
【００５７】
幾つかのディスプレイにおいて、懸濁流体が光学的吸収色素を含むことは有利であり得る。この色素は、流体に溶解性であるべきであるが、一般に、カプセルの他の成分には不溶性である。色素物質の選択は、非常に柔軟である。この色素は、純粋な化合物であり得るか、または特定の色（黒を含む）を達成するための色素のブレンドであり得る。この色素は、蛍光性であり得、蛍光特性が粒子の位置に依存するディスプレイを作製する。この色素は光活性であり得、可視光または紫外光のいずれかを照射した途端、別の色に変化するか、または無色になり、このことは、光学的応答を得るための別の手法を提供する。色素はまた、重合可能であり得、境界をなす殻の内部に固体吸収ポリマーを形成する。
【００５８】
カプセル化電気泳動ディスプレイにおける使用のために選択され得る多くの色素が存在する。ここで重要な特性には、光耐色性、懸濁液体中での溶解度、色、および費用が挙げられる。これらは、一般に、アゾ、アントラキノン、およびトリフェニルメタンタイプの色素の種類からであり、そして油相での溶解度を増加させ、そして粒子表面による吸着を減少させるように化学的に改変され得る。
【００５９】
電気泳動ディスプレイの当業者にすでに公知である多くの色素は有用である。有用なアゾ色素には、以下が含まれるが、これらに限定されない：Ｏｉｌ  Ｒｅｄ色素、ならびにＳｕｄａｎ  ＲｅｄおよびＳｕｄａｎ  Ｂｌａｃｋ系列の色素。有用なアントラキノン色素には、以下が含まれるが、これらに限定されない」：Ｏｉｌ  Ｂｌｕｅ色素、およびＭａｃｒｏｌｅｘ  Ｂｌｕｅ系列の色素。有用なトリフェニルメタン色素には、以下が含まれるが、これらに限定されない：Ｍｉｃｈｌｅｒ’ｓ  ｈｙｄｒｏｌ、Ｍａｌａｃｈｉｔｅ  Ｇｒｅｅｎ、Ｃｒｙｓｔａｌ  ＶｉｏｌｅｔおよびＡｕｒａｍｉｎｅ  Ｏ。
【００６０】
Ｃ．電荷制御剤および粒子安定剤
電荷制御剤は、電気泳動粒子に対する良好な電気泳動移動度を提供するために使用される。安定剤は、電気泳動粒子の凝集を防ぐため、そして電気泳動粒子のカプセル壁上への不可逆な堆積を防ぐために使用される。どちらの成分も、広範囲の分子量（低分子量、オリゴマー、または高分子）にわたる物質から構成され得、そして純粋であり得るか、または混合物であり得る。粒子表面電荷を改変し、そして／または安定化させるために使用される電荷制御剤は、液体トナー、電気泳動ディスプレイ、非水性ペイントディスパージョン、およびエンジンオイル添加剤の分野で一般に知られているように適用される。これらの技術の全てにおいて、荷電種は、電気泳動移動度を増加させるために、または静電的安定化を増加させるために非水性媒体に添加され得る。これらの物質は、同様に立体安定性を改善し得る。荷電の異なる理論が仮定され、それらは、選択的イオン吸着、プロトン移動、および接触帯電を含む。
【００６１】
任意の電荷制御剤または電荷ディレクターが使用され得る。これらの構成成分は、典型的に、低分子量界面活性剤、高分子剤（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ａｇｅｎｔ）、または１以上の成分のブレンドからなり、そして電気泳動粒子上の電荷の符号および／または大きさの安定化、またはさもなければ改変に役立つ。顔料自体の荷電特性は、顔料の酸性または塩基性表面特性、または荷電部位がキャリア樹脂表面上に発生し得る（存在するならば）こと、あるいはこれら２つの組合せを考慮することによって説明され得る。関連し得るさらなる顔料特性は、粒子サイズ分布、化学組成、および光耐色性である。粒子表面電荷を改変および／または安定化するために使用される電荷制御剤は、液体トナー、電気泳動ディスプレイ、非水性ペイントディスパージョン、およびエンジンオイル添加剤の分野で一般に知られているように適用され得る。これらの技術の全てにおいて、荷電種は、電気泳動移動度を増加させるために、または静電的安定化を増加させるために非水性媒体に添加され得る。これらの物質は、同様に立体安定性を改善し得る。帯電の異なる理論が仮定され、それらは、選択的イオン吸着、プロトン移動、および接触帯電を含む。
【００６２】
電荷補助剤（ａｄｊｕｖｅｎｔ）がまた、添加され得る。これらの物質は、電荷制御剤または電荷ディレクターの有効性を増加する。この電荷補助剤は、ポリヒドロキシ化合物であり得るか、またはアミノアルコール化合物であり得、これらは、少なくとも２重量％の量で懸濁流体に好ましくは溶解可能である。少なくとも２つのヒドロキシル基を含むポリヒドロキシ化合物の例には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：エチレングリコール、２，４，７，９−テトラメチル−デシン−４，７−ジオール、ポリ（プロピレングリコール）、ペンタエチレングリコール、トリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトール、グリセロール−トリ−１２ヒドロキシステアレート、プロピレングリセロールモノヒドロキシステアレート、およびエチレングリコールモノヒドロキシステアレート（ｓｔｒｅａｒａｔｅ）。同じ分子内に少なくとも１つのアルコール官能基および１つのアミノ官能基を含むアミノアルコール化合物の例には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、エタノールアミン、３−アミノ−１−プロパノール、ｏ−アミノフェノール、５−アミノ−１−ペンタノール、およびテトラ（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン。電荷補助剤は、粒子質量１ｇ当たり約１〜約１００ミリグラム（「ｍｇ／ｇ」）、より好ましくは約５０〜約２００ｍｇ／ｇの量で懸濁流体に好ましくは存在する。
【００６３】
粒子の表面はまた、例えば、分散を補助するために、表面電荷を改善するために、そしてディスパージョンの安定性を改善するために化学的に改変され得る。表面改変剤には、以下が挙げられる：有機シロキサン、オルガノハロゲンシランおよび他の官能性シランカップリング剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｚ−６０７０、Ｚ−６１２４および３添加剤、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）；有機チタネートおよびジルコネート（Ｔｙｚｏｒ（登録商標）ＴＯＴ、ＴＢＴおよびＴＥ系列、Ｄｕｐｏｎｔ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）；疎水化剤（例えば、長鎖（Ｃ１２〜Ｃ５０）アルキルおよびアルキルベンゼンスルホン酸）、脂肪アミンまたはジアミンおよびそれらの塩または第４級誘導体；ならびに粒子表面に共有結合し得る両親媒性ポリマー。
【００６４】
一般に、荷電は、連続相に存在する幾つかの部分と粒子表面との間の酸塩基反応として生じると考えられる。従って、有用な材料は、このような反応、または当該分野において知られるような任意の他の帯電反応に関与し得る物質である。
【００６５】
有用な電荷制御剤の異なる非制限的な種類には、有機スルフェートまたはスルホネート、金属石鹸、ブロックまたは櫛型共重合体、有機アミド、有機両性イオン、ならびに有機ホスフェートおよびホスホネートが挙げられる。有用な有機スルフェートまたはスルホネートには以下が挙げれらるが、これらに限定されない：ビス（２−エチルヘキシル）ナトリウムスルホスクシネート、カルシウムドデシルベンゼンスルホネート、カルシウム石油スルホネート、中性または塩基性バリウムジノニルナフタレンスルホネート、中性または塩基性カルシウムジノニルナフタレンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、およびアンモニウムラウリルスルフェート。有用な金属石鹸には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：塩基性または中性バリウムペトロネート、カルシウムペトロネート、ナフテン酸のＣｏ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、およびＦｅ塩、ステアリン酸のＢａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、およびＦｅ塩、二価および三価の金属カルボキシレート（例えば、トリステアリン酸アルミニウム、アルミニウムオクトエート、ヘプタン酸リチウム、ステアリン酸鉄、ジステアリン酸鉄、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸クロム、マグネシウムオクトエート、ステアリン酸カルシウム、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛）、ＭｎおよびＺｎヘプタノエート、およびＢａ、Ａｌ、Ｃｏ、ＭｎおよびＺｎオクトエート。有用なブロックまたは櫛型共重合体には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：メチルｐ−トルエンスルホネートで四級化された２−（Ｎ，Ｎ）ジメチルアミノエチルメタクリレートの（Ａ）ポリマーと（Ｂ）ポリ−２−エチルヘキシルメタクリレートのＡＢジブロック共重合体、ならびに櫛型グラフト共重体であって、ポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）の油溶性のテイル（約１８００の分子量を有する）が、ポリ（メチルメタクリレート−メタクリル酸）の油溶性のアンカー基上にペンダントしている。有用な有機アミドには、ＯＬＯＡ  １２００などのポリイソブチレンスクシンイミド、およびＮ−ビニルピロリドンポリマーが挙げれらるが、それらに限定されない。有用な有機両性イオンには、レシチンが挙げられるが、これに限定されない。有用な有機ホスフェートおよびホスホネートには、以下が挙げられるが、これらに限定されない：飽和および不飽和置換基を有するリン酸化モノおよびジ−グリセリドのナトリウム塩。
【００６６】
粒子分散安定剤は、カプセル壁への粒子の凝集または付着を防ぐために添加され得る。電気泳動ディスプレイにおける懸濁流体として使用される典型的な高抵抗率液体において、非水性界面活性剤が使用され得る。これらは以下を含むが、それらに限定されない：グリコールエーテル、アセチレン性グリコール、アルカノールアミド、ソルビトール誘導体、アルキルアミン、第４級アミン、イミダゾリン、ジアルキルオキシド、およびスルホスクシネート。
【００６７】
Ｄ．カプセル化
内部相のカプセル化は、多くの異なる方法で達成され得る。マイクロカプセル化のための多くの適切な手順が、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｉ．Ｅ．Ｖａｎｄｅｇａｅｒ，編），Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ（１９７４）およびＧｕｔｃｈｏ、Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｉｑｕｅｓ，Ｎｕｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．，Ｐａｒｋ  Ｒｉｄｇｅ，Ｎ．Ｊ．（１９７６）の両方に詳述される。プロセスは、幾つかの一般的なカテゴリーに分類され、これらの全ては、本発明に適用され得る：界面重合、インサイチュ重合、物理的プロセス（例えば、共押出し成形および他の相分離プロセス）、液体内硬化、および単純な／複雑なコアセルベーション。
【００６８】
種々の物質およびプロセスが、本発明のディスプレイの処方において有用であるべきである。カプセルを形成するための単純なコアセルベーションプロセスに対して有用な物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、およびセルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロース）。複雑なコアセルベーションプロセスに対して有用な物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ゼラチン、アラビアゴム、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、加水分解スチレン無水物共重合体、寒天、アルギネート、カゼイン、アルブミン、メチルビニルエーテル−ｃｏ−無水マレイン酸、およびセルロースフタレート。相分離プロセスに対して有用な物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ポリスチレン、ＰＭＭＡ、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、エチルセルロース、ポリビニルピリジン、およびポリアクリロニトリル。インサイチュ重合プロセスに対して有用な物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ポリヒドロキシアミドおよびアルデヒド、メラミンまたは尿素、ならびにホルムアルデヒド；メラミンまたは尿素、ならびにホルムアルデヒドの縮合体の水溶性オリゴマー、；例えば、スチレン、ＭＭＡ、およびアクリロニトリルなどのビニルモノマー。最後に、界面重合プロセスに対して有用な物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ジアシルクロリド（例えば、セバコイル、アジポイルなど）、ならびにジまたはポリアミンまたはアルコール、ならびにイソシアネート。有用な乳化重合物質には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：スチレン、ビニルアセテート、アクリル酸、ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、およびブチルメタクリレート。
【００６９】
生成されたカプセルは、硬化性キャリアへ分散され得、従来の印刷およびコーティング技術を使用する大きなおよび任意に成形されたまたは曲がった表面上に印刷またはコーティングされ得るインクを生じる。
【００７０】
本発明の文脈において、当業者は、カプセル化手順および所望のカプセル特性に基づく壁物質を選択する。これらの特性は、カプセル半径の分布；カプセル壁の電気的、機械的、拡散、および光学的特性；およびカプセルの内部相との化学的適合性を含む。
【００７１】
このカプセル壁は、一般に高い電気抵抗率を有する。比較的低い抵抗率の壁を使用することが可能であるが、これは、比較的高いアドレッシング電圧の要求において、性能を制限し得る。このカプセル壁はまた、機械的強度であるべきである（完成したカプセル粉末が、コーティングのために硬化性ポリマーバインダーにおいて分散される場合にもかかわらず、機械的強度は重要ではない）。このカプセル壁は、一般に多孔性であるべきではない。しかし、多孔性カプセルを生成するカプセル化手順を使用することに所望ならば、これらは処理後工程（すなわち、第二のカプセル化）でオーバーコーティングされ得る。さらに、このカプセルが硬化性バインダーに分散される場合、このバインダーは孔を塞ぐのに役立つ。このカプセル壁は、光学的に透明であるべきである。しかし、この壁物質は、カプセルの内部相（すなわち、懸濁流体）またはカプセルが分散されるバインダーの屈折率に適合するように選択され得る。幾つかの適用（例えば、２つの固定された電極間の挿入物（ｉｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ））において、単分散のカプセル半径が所望される。
【００７２】
本発明に適したカプセル化技術は、水中油滴型エマルジョンの水相中、負に荷電したカルボキシル置換の線状炭化水素高分子電解質物質の存在下での、尿素とホルムアルデヒドとの重合を含む。得られたカプセル壁は、尿素／ホルムアルデヒド共重合体であり、これは、個別に内部相を取り囲む。このカプセルは透明で、機械的に強く、そして良好な抵抗率特性を有する。
【００７３】
インサイチュ重合の関係した技術は、水中油滴型エマルジョンを利用し、これは、水性環境中に電気泳動組成物（すなわち、顔料粒子の懸濁液を含む誘電性液体）を分散することによって形成される。モノマーを重合して、水相に対するよりも内部相に対するより高い親和性を有するポリマーを形成し、従って、乳化された油状液滴の周りに凝縮する。１つのインサイチュ重合プロセスにおいて、尿素およびホルムアルデヒドが、ポリ（アクリル酸）の存在下で凝縮する（例えば、米国特許第４，００１，ｌ４０号を参照）。他のプロセス（米国特許第４，２７３，６７２号に記載される）において、水溶液中で生成される任意の種々の架橋剤が、微視的な油滴の周りに堆積される。このような架橋剤には、以下が挙げられる：アルデヒド、特にホルムアルデヒド、グリオキサールまたはグルタルアルデヒド；アラム；ジルコニウム塩；およびポリイソシアネート。
【００７４】
コアセルベーションアプローチはまた、水中油滴型エマルジョンを利用する。１つ以上のコロイドが、温度、ｐＨおよび／または相対濃度の制御を通して、水相からコアセルベートし（すなわち、凝集し）、そして油滴の周りに殻として堆積され、それによりマイクロカプセルを生成する。コアセルベーションに適した物質は、ゼラチンおよびアラビアゴムを含む（例えば、米国特許第２，８００，５４７号を参照）。
【００７５】
界面重合アプローチは、電気泳動組成物中の油溶解性モノマーの存在に依存し、これは、水相中のエマルジョンとして、もう一度存在する。微小な疎水性液滴中のモノマーは、水相に導入されたモノマーと反応し、液滴と取り囲む水性媒体との界面で重合し、液滴の周りに殻を形成する。得られた壁は、比較的薄く、そして透過性であり得るが、このプロセスは、幾つかの他のプロセスの特徴である高温を必要とせず、それによって誘電性液体の選択の点でより大きな柔軟性を提供する。
【００７６】
図７Ａは、エマルジョンベースカプセル化を実施するための例示的な装置および環境を示す。水中油滴型エマルジョンは、モニタするためのデバイス７８および温度を制御するためのデバイス８０を備えた容器７６の中で調製される。ｐＨモニタ８２がまた、含まれ得る。インペラー８４は、カプセル化プロセスを通して攪拌を維持し、そして乳化剤との組合せにおいて、完成されたカプセルを導くエマルジョン液滴８６のサイズを制御するために使用され得る。水性連続相８８は、例えば、プレポリマーおよび種々の系改変剤を含み得る。
【００７７】
図７Ｂは、実質的に透明な懸濁流体９２を含む油滴９０を示し、ここに白色のマイクロ粒子９４および黒色の粒子９６が分散されている。好ましくは、粒子９４および９６は、懸濁流体９２の密度に実質的に適合した密度を有する。この液体相はまた、閾／二安定性改変剤、電荷制御剤、および／または界面重合を実施するための疎水性モノマーを含み得る。
【００７８】
図７Ｃは、白色の粒子９４のディスパージョンおよび適切な電荷制御剤を含む黒く染まった懸濁流体１００を含有する同様な油滴９８を示す。
【００７９】
コーティング補助剤が、コーティングされたまたは印刷された電気泳動インク物質の均一性および質を改善するために使用され得る。湿潤剤は、典型的に、コーティング／基質界面の界面張力を調節するために、そして液体／空気表面張力を調節するために添加される。湿潤剤には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アニオン性およびカチオン性の界面活性剤、および非イオン種（例えば、シリコーンおよびフルオロポリマーベース物質）。分散剤は、カプセルとバインダーとの間の界面張力を改善するために使用され得、凝集および粒子沈降の制御を提供する。
【００８０】
表面張力改変剤は、空気／インク界面張力を調節するために添加され得る。ポリシロキサンが、このような適用において、コーティング内の他の欠陥を最小にしながら、表面平滑性を改善するために、典型的に使用される。表面張力改変剤には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：フッ素化界面活性剤（例えば、Ｚｏｎｙｌ（登録商標）系列（ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））、Ｆｌｕｏｒｏｄ（登録商標）系列（３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））、およびフルオロアルキル系列（Ａｕｔｏｃｈｅｍ（Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ，ＮＪ）））；シロキサン（例えば、Ｓｌｉｗｅｔ（登録商標）（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）））；およびポリエトキシおよびポリプロポキシアルコール。シリコーンおよびシリコーンなしのポリマー物質などの消泡剤が、空気のインク内から表面への移動を増強させ、そしてコーティング表面での気泡の破裂を容易にするために添加され得る。他の有用な消泡剤には、以下が挙げられるが、これらに限定されない：グリセリルエステル、多価アルコール、配合消泡剤（例えば、アルキルベンゼン、天然脂肪、脂肪酸および金属石鹸の油溶液）、ならびにジメチルシロキサンポリマーおよびケイ素の組合せから作製されるシリコーン消泡剤。ｕｖ−吸収体および酸化防止剤などの安定剤がまた、インクの寿命を改善するために添加され得る。
【００８１】
コーティング粘度および発泡のような特性を制御するための他の添加物がまた、コーティング流体において使用され得る。安定剤（ｕｖ−吸収体、酸化防止剤）および他の添加剤は、実際の粒子において有用であり得る。
【００８２】
（１．実施例１）
以下の手順は、本発明の電気泳動ディスプレイにおける使用のための、ゼラチン／アラビアゴムマイクロカプセル化を記述する。
【００８３】
ａ．油（内部）相の調製
１Ｌのフラスコに、０．５ｇのＯｉｌ  Ｂｌｕｅ  Ｎ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、０．５ｇのＳｕｄａｎ  Ｒｅｄ  ７Ｂ（Ａｌｄｒｉｃｈ）、４１７．２５ｇのハロゲン化炭化水素Ｏｉｌ  ０．８（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｖｅｒ  Ｅｄｇｅ，ＮＪ）、および７３．６７ｇのＩｓｏｐａｒ−Ｇ（登録商標）（Ｅｘｘｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）を添加する。この混合物を６０℃で６時間攪拌し、次いで、室温に冷却する。５０．１３ｇの得られた溶液を、５０ｍＬのポリプロピレン遠心分離管に入れ、これに、１．８ｇの二酸化チタン（ＴｉＯ2）（ＤｕＰｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、ハロゲン化炭化水素Ｏｉｌ  ０．８中の０．７８ｇのＯＬＯＡ１２００（Ｃｈｅｖｒｏｎ，Ｓｏｍｅｒｅｓｔ，ＮＪ）の１０％溶液、および０．１５ｇのＳｐａｎ８５（Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加する。次いで、この混合物をＡｑｕａｓｏｎｉｃ  Ｍｏｄｅｌ  ７５Ｄ超音波処理器（ＶＷＲ，Ｗｅｓｔｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）においてパワー９で、３０℃で５分間超音波処理する。
【００８４】
ｂ．水相の調製
１０．０ｇのアラビアゴム（Ａｌｄｒｉｃｈ）を、室温で３０分間攪拌しながら、１００．０ｇの水に溶解する。この得られた混合物を、２つの５０ｍＬのポリプロピレン遠心分離管へデカントし、そして約２０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、不溶性物質を除去する。６６ｇの精製溶液を、次いで、５００ｍＬの非整流（ｎｏｎ−ｂａｆｆｌｅｄ）ジャケット反応器へデカントし、そしてこの溶液を、次いで、４０℃に加熱する。６羽根（垂直形状）パドル攪拌器を、次いで液体の表面の真下に配置する。２００ｒｐｍで攪拌しながら、６ｇのゼラチン（３００ｂｌｏｏｍ、タイプＡ、Ａｌｄｒｉｃｈ）を、塊になることを避けるために、約２０秒かけて注意深く添加する。次いで、攪拌を５０ｒｐｍに減少し、発泡を減少させる。得られた溶液を、次いで、３０分間攪拌する。
【００８５】
ｃ．カプセル化
２００ｒｐｍで撹拌しながら、油相（上述のように調製した）を、約１５秒間にわたってゆっくりと、水相（これもまた上述のように調製した）に注ぐ。得られる水中油滴型エマルジョンを２０分間乳化させる。このエマルジョンに、約２０秒間かけて２００ｇの水（これは、４０℃に予熱されている）をゆっくりと添加する。次いで、５分間にわたって１０％酢酸溶液（Ａｌｄｒｉｃｈからの酢酸）でｐＨを４．４に減少させる。このｐＨを、ｐＨ７．０およびｐＨ４．０の緩衝液を用いて予め校正したｐＨメータを使用してモニタする。４０分間撹拌する。次いで、１５０ｇの水（これは、４０℃に予熱されている）を添加し、次いで反応器の内容物を１０℃に冷却する。この溶液の温度が１０℃に達したら、３．０ｍＬの３７％ホルマリン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加し、そしてこの溶液をさらに６０分間撹拌する。２０ｇのカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＮａＣＭＣ）を添加し、次いで水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の２０重量％溶液の添加によりｐＨを１０．０まで上昇させる。次いで、サーモスタットバスを４０℃に設定し、そしてさらに７０分間撹拌する。スラリーを撹拌しながら一晩で室温まで冷却させる。次いで、得られたカプセルスラリーはふるい分けの準備ができている。
【００８６】
ｄ．ディスプレイの形成
電気泳動ディスプレイを上記カプセルスラリーから調製するための、２つの手順を、以下に記載する。
【００８７】
ｉ．ウレタン結合剤を使用する手順
上記から得られたカプセルスラリーを、水性ウレタン結合剤ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９３２０（Ｚｅｎｅｃａ  Ｒｅｓｉｎｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）と、結合剤１部対カプセル１０部の比で混合する。次いで、得られた混合物を、約１００μｍ〜約１２５μｍ厚の、インジウムスズ酸化物をスパッタリングしたポリエステルフィルムのシート上に、ドクターブレードでコーティングする。このドクターブレードのブレードギャップを０．１８ｍｍに制御して、カプセルの単層を置くようにする。次いで、コーティングしたフィルムを熱空気（６０℃）で３０分間乾燥する。乾燥後、乾燥フィルムを、厚いフィルム銀インクおよび誘電性インクでプリントされたポリエステルスクリーンの約１００μｍ〜約１２５μｍ厚のシートを含む、バックプレーン上に、Ｃｈｅｍｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ、ＯＨからの熱ロールラミネート内で、１５ｐｓｉの圧力で６０℃で熱積層する。このバックプレーンは、異方性テープを使用してこのフィルムに接続される。この導電性領域は、得られるディスプレイのアドレス可能な領域を形成する。
【００８８】
ｉｉ．ウレタン／ポリビニルアルコール結合剤を使用する手順
上記により得られたカプセルスラリーを、ＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６６（Ｚｅｎｅｃａ  Ｒｅｓｉｎｓ）とＡｉｒｖｏｌ２０３（ポリビニルアルコール、Ａｉｒｖｏｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡ）の２０％溶液との混合物を含有する水性結合剤と、１部のＡｉｒｖｏｌ２０３溶液対１部のＮｅｏＲｅｚ  Ｒ−９６６対５部のカプセルの比で、混合する。次いで、得られた混合物を、ドクターブレードを使用して、インジウムスズ酸化物をスパッタリングしたポリエステルフィルムの約１００μｍ〜約１２５μｍ厚のシート上にコーティングする。このドクターブレードのブレードギャップを０．１８ｍｍに制御して、カプセルの単層を置くようにする。次いで、このコーティングしたフィルムを熱空気（６０℃）中で３０分間乾燥する。乾燥後、次いで、厚いフィルム銀インクをこの乾燥フィルムの後部に直接プリントし、そして６０℃で硬化させる。この導電性の領域が、このディスプレイのアドレス可能な領域を形成する。
【００８９】
（２．実施例２）
以下は、インサイチュでの重合による、微小カプセルの調製の例である。
【００９０】
バッフルなし、ジャケット付きの５００ｍＬの反応器中で、５０ｍＬのエチレンｃｏ−無水マレイン酸（Ａｌｄｒｉｃｈ）の１０重量％水溶液、１００ｍＬの水、０．５ｇのレゾルシノール（Ａｌｄｒｉｃｈ）、および５．０ｇの尿素（Ａｌｄｒｉｃｈ）を混合する。この混合物を２００ｒｐｍで撹拌し、そして２５重量％のＮａＯＨ溶液で１分間にわたってｐＨを３．５に調節する。ｐＨ７．０およびｐＨ４．０の緩衝液で予め校正したｐＨメータで、このｐＨをモニタする。この混合物に、実施例１で上に記載のように調製した油相をゆっくりと添加し、そして回転を４５０ｒｐｍに増加させて、平均粒子サイズを２００μｍ未満まで減少させる。次いで、１２．５ｇの３７重量％ホルムアルデヒド水溶液を添加し、そして温度を５５℃まで上昇させる。この溶液を５５℃で２時間加熱する。
【００９１】
（３．実施例３）
以下は、界面重合によるマイクロカプセルの調製の例である。
【００９２】
４４ｇの油相（実施例１で上記のように調製した）に、１．０ｇのセバコイルクロリド（Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加する。次いで、この混合物の３ｍｌを、室温で３００ｒｐｍで撹拌しながら２００ｍＬの水中に分散させる。次いで、この分散系に、２．５ｍＬの１０重量％の１，６−ジアミノヘキサン水溶液を添加する。約１時間後に、カプセルが形成する。
【００９３】
Ｅ．結合剤材料
結合剤は、典型的に、カプセルを支持および保護する接着性媒体として使用され、そして電極材料をカプセル分散系に結合させる。結合剤は、絶縁性、半導性、または伝導性であり得る。結合剤は、様々な形態および化学物質タイプで利用可能である。これらのうちでもとりわけ、水溶性ポリマー、水担持（ｗａｔｅｒ−ｂｏｒｎｅ）ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性ポリマーおよび熱可塑性ポリマー、ならびに放射線硬化ポリマーである。
【００９４】
水溶性ポリマーのうちでも、様々なポリサッカリド、ポリビニルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、様々なＣａｒｂｏｗａｘ（登録商標）種（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ、Ｄａｎｂｕｒｙ、ＣＴ）およびポリ−２−ヒドロキシエチルアクリレートである。
【００９５】
水分散系または水担持系は、一般に、ラテックス組成物であり、Ｎｅｏｒｅｚ（登録商標）およびＮｅｏｃｒｙｌ（登録商標）樹脂（Ｚｅｎｅｃａ  Ｒｅｓｉｎｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）、Ａｃｒｙｓｏｌ（登録商標）（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ＰＡ）、Ｂａｙｈｙｄｒｏｌ（登録商標）（Ｂａｙｅｒ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ、ＰＡ）およびｔｈｅ  Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗｅｓｔ  Ｐａｔｅｒｓｏｎ、ＮＪ）ＨＰラインにより例示される。これらは一般に、ポリウレタンのラテックスであり、時折、１種以上のアクリル、ポリエステル、ポリカーボネートまたはシリコーンと配合され、これらの各々が、ガラス転移温度、「粘着性」の程度、柔軟性、可撓性、水透過性および溶媒耐性、伸長率および引張り強度、清澄性、熱可塑性フロー、および固形分レベルにより規定される特定のセットの特性を、最終的な硬化樹脂に与える。水担持系のいくつかは、反応性モノマーと混合され、そして触媒されて、より複雑な樹脂を形成し得る。いくつかは、カルボキシル基と反応する架橋剤（例えば、アジリジンなど）の使用により、さらに架橋され得る。
【００９６】
水担持樹脂および水性カプセルの典型的な適用を、以下に示す。ある容量の粒子を低速で遠心分離して、過剰の水を分離する。所与の遠心分離プロセス（例えば、６０×重力（「Ｇ」）で１０分間）の後に、図８に示すように、カプセル１８０が遠心管１８２の底部に見られ、一方で水部分１８４は、頂部に見られる。水部分を注意深く除去する（デンカンテーションまたはピペット除去による）。残りのカプセルの質量を測定し、そして樹脂の質量が、例えば、カプセルの重量の８分の１〜１０分の１となるように、ある質量の樹脂を添加する。この混合物を振動混合器で約３０分間穏やかに混合する。約３０分後、この混合物は、適切な基板上にコーティングする準備ができている。
【００９７】
熱硬化性樹脂系は、エポキシのファミリーにより例示される。これらの２成分系は、粘度が大いに変動し得、そしてその対の反応性が、その混合物の「ポットライフ」を規定する。このポットライフがコーティング操作を可能とするに十分に長い場合には、カプセルは、樹脂の硬化および固化の前のコーティングプロセスにおいて、順序の決まった配置でコーティングされ得る。
【００９８】
熱可塑性ポリマー（これはしばしば、ポリエステルである）は、高温で溶融する。このタイプの製品の典型的な応用は、ホットメルト接着剤である。耐熱性カプセルの分散系が、このような媒体としてコーティングされ得る。固化プロセスが冷却中に始まり、そして最後の硬度、清澄性および可撓性は、そのポリマーの分枝および分子量により影響される。
【００９９】
油または溶媒に可溶性のポリマーは、水自体を明らかに除いて、水担持系と組成がしばしば類似する。溶媒系の処方の許容範囲は莫大であり、溶媒の選択およびポリマーの溶解度のみによって限定される。溶媒ベースの系においてかなり考慮されることは、カプセル自体の実行可能性である。カプセル壁の一体性は、溶媒によってはいかなる様式でも妥協され得ない。
【０１００】
放射線硬化樹脂は、一般に、溶媒ベースの系において見られる。カプセルは、このような媒体中に分散されてコーティングされ得、そしてその樹脂は次いで、閾値レベルの紫外線放射（長波長であれ短波長であれ）に時間を定めて暴露されることによって、硬化され得る。硬化ポリマー樹脂の全ての場合においてそうであるように、最終的な特性は、モノマー、オリゴマーおよび架橋剤の分枝および分子量によって、規定される。
【０１０１】
しかし、多数の「水還元性」モノマーおよびオリゴマーが、市販されている。もっとも厳密な意味において、これらは水溶性ではなく、水は低濃度では希釈剤として受容可能であり、そしてこの混合物中に比較的容易に分散され得る。これらの状況下において、水は、粘度を減少させるために使用される（最初の数百万から数十万センチポアズまで）。水ベースカプセル（例えば、タンパク質またはポリサッカリド材料から作製されるものなど）は、粘度が十分に低くされ得る場合に、このような媒体に分散され、そしてコーティングされ得る。このような系における硬化は、一般に、紫外線放射による。
【０１０２】
（ＩＩ．単層の成分および単層としてのディスプレイ構築のためのプロセス）
Ａ．基板上へのカプセルの単層としてのコーティング
一旦、基板上に単層としてコーティングするために適切なカプセルが生成されると、本発明はまた、これらのカプセルを単層としてコーティングするための方法を提供する。一般に、カプセル化電気泳動ディスプレイは、ポリマー結合剤中のカプセル分散系を含む。あるいは、この分散系は、キャリア（結合剤よりむしろ）中のカプセル、または結合剤あるいはキャリアなしのカプセルを含み得る。これらのカプセルは、電気泳動活性の懸濁物を含む。このカプセル分散系（または「スラリー」）は、典型的に、可撓性のポリマー基板上にコーティングされ、この基板が、ある時点で、前部電極と会合され得、カプセルの単層を達成する。特定の特性を有する結合剤を有すること、および／または結合剤の物理的特性を、例えば、ｐＨの変化または界面活性剤の添加により変化させることは、カプセルの単層を堆積させる際に、有用であり得る。次いで、この得られるフィルムは、後部基板に積層される。この後部基板は、単層電極または多層電極の構造としてパターン化され得、この構造は、他の手段によって、ポリマー基板（これは可撓性であり得る）、ガラス基板、および／または金属基板上に、プリントまたは形成され得る。本発明は、微小カプセル化電気泳動ディスプレイに関して記載されるものの、電極（すなわち、ディスプレイに電圧を印加する前部表面）を後部電極表面に接続することが望ましい、任意の電子ディスプレイの実施に、関連し得る。
【０１０３】
より具体的には、カプセル化の後に、カプセルスラリーは典型的には脱水されて、目的の固形物含量を達成する。上記のように、脱水は、遠心分離、吸収、蒸発、メッシュ濾過、または浸透分離によって、達成され得る。次いで、このスラリーは、結合剤（例えば、ポリマーラテックス（例えば、水性ポリウレタン分散系）と混合され、そして撹拌されて、結合剤材料を確実に均一に分散させる。結合剤は、様々なフラクションを有し得る。結合剤の特定の部分は固形分（「結合剤固形分」）であり得、そしてこの結合剤の特定の部分は、蒸発し得る液体（水など）であり得る。結合剤は１種以上の固形分を有し得るので、用語「結合剤固形分」は、特定の結合剤中の１種以上の固形分を含み得る（すなわち、その結合剤中の固形分（単数または複数）の、その結合剤における他のフラクションに対する部）。１つの実施例においては、この結合剤は、典型的に、ラテックス粒子の水分散系である。固形分（単数または複数）は、フィルムと一体となり得る。
【０１０４】
単層フィルムにおけるカプセルの密な充填を促進するために、結合剤固形分質量対カプセル質量の比は、可能な限り低く維持されるべきである。光学的に不活性な材料（結合剤など）の量を最小化することによって、良好な充填が可能となり、そしてディスプレイの白色と暗色との間の良好なコントラストが得られる。例えば、図１Ａおよび図１Ｂを参照のこと。しかし、結合剤がフィルム中に存在して、構造的一体性を提供し、結合剤の量を減少させることの要求（光学特性のため）と、結合剤の量を増加させることの要求（構造的理由のため）との間の緊迫状態を生じさせる。フィルムにおいて、結合剤固形分質量対カプセル質量の有用な比は、約１：２〜約１：２０の範囲であり、好ましくは、約１：４と約１：１２との間であり、もっとも好ましくは、約１：６と約１：１０との間である。これらの計量はまた、ポリマー分散ＥＰＩＤにおけるポリマーマトリックス含量についても、適用される。
【０１０５】
先に調製した、水性結合剤中のカプセルのスラリーは、以下に記載のように、単層として基板上にコーティングされる。１つの実施例においては、このスラリーは、インジウムスズ酸化物（「ＩＴＯ」）が基板上に堆積されたポリエステル基板上にコーティングされ、この基板は最終的に、前部透明電極および基板として作用する。この基板は、約２５μｍ〜約５００μｍの厚みであり得る。このフィルムは、典型的に、約６０℃で乾燥されて、水相を蒸発させる。
【０１０６】
１．スロットダイ法
１つのコーティングプロセスにおいて、先に調製された水性結合剤中のカプセルのスラリーが、単層としてコーティングされる。このコーティングプロセスは、スロットダイコーティングヘッドを通してカプセル／結合剤スラリーを計量する工程を包含する。図２および図３を参照すると、ポンプ２１に取り付けられたヘッド２０が、厳密に制御されたギャップ２４を通して、一定量のカプセル／結合剤スラリー２２を計量する。このギャップ２４により、単層のカプセル２６のみが通過してヘッド２０から出得る。このスラリーの流速は、ヘッド２０がローラ２９上に配置された受容基板２８を通過するにつれて、連続的な単層２５が形成されるように、設定され得る。基板２８およびヘッド２０は、互いに相対的に移動される。例えば、基板は、直線状（図示せず）またはロール２９上（図２）でのいずれかで移動される。ロール２９および基板２８の移動の方向は、矢印γで示す通りである。あるいは、ヘッド２０は、典型的に直線上に（図３）移動され得る。この移動の方向は、矢印εで示す通りである。これは、連続的プロセスまたはバッチプロセスであり得る。カプセル／結合剤スラリーは、典型的に、約０．１ｍ／分〜約１００ｍ／分の速度で、好ましくは、約０．２ｍ／分〜約０．７ｍ／分の速度で、堆積される。流体フローは、例えば、ある領域のコーティングの開始および停止が能動的に制御され得る。フローの計量を提供するために使用されるポンプ２１は、低せん断ポンプ（例えば、蠕動ポンプ）であり得る。低せん断ポンプは、コーティング中のカプセルの破損を防止し得る。
【０１０７】
カプセルのスラリーは、ギャップの幅を制御して平均の球直径比にすることによって、単層として堆積され得る。ギャップ／平均球直径比は、スラリーが通過するギャップの幅対そのキャップを通過するカプセルの平均直径の比である。この比は、その球の変形可能性および表面特性、ならびにコーティング流体のフロー特性に基づき得るが、１つの実施態様においては、約１と約２．５との間であり、そして好ましくは、約１．２と約１．６との間である。カプセルは、コーティングの間はほぼ球状であるが、加工中の変形に起因して、これらはわずかに変化し得、その結果、それらの直径はあらゆる所与の時点において、わずかに変動する。従って、カプセルのサイズに基づく算出は、任意の所与の時点において、わずかに変動し得る。ポンプ速度を、コーティング幅、相対ダイ速度、およびコーティング厚に一般的に関係付ける等式は、以下の通りである：
ポンプ速度＝コーティング幅×ダイ速度×湿コーティング厚。
【０１０８】
これらの変数の単位は、ポンプ速度については（長さ）3／（時間）であり；コーティング幅については（長さ）であり；ダイ速度については（長さ）／（時間）であり、そして湿コーティング厚については（長さ）である。これらの長さおよび時間は、使用者が選択する任意の適切な単位で測定され得る。湿コーティング厚は、大きな、変形が容易な粒子により形成される単層においては、特定の値から逸脱する傾向がある。なぜなら、任意の変形が、その厚みをわずかに変化させ得るからである。さらに、特定の状況においては、１つのカプセルの直径よりわずかに厚いフィルム、またはわずかに薄いフィルムが、そのカプセル／結合剤比、カプセルが実際にフィルムにおいて変形する様式、および／または任意の層間空隙の存在などに基づいて、所望され得る。例えば、カプセルがよりコンプライアントおよび／または弾性であるほど、そのフィルムは薄くあり得る。そのカプセルがよりコンプライアントおよび／または弾性でないほど、そのフィルムは厚くあり得る。しかし、一旦、フィルム厚が決定されると（たとえば、実験により）、ダイ速度またはコーティング幅の変化は、上の等式に直接関係する。
【０１０９】
２．エアナイフ法
本発明の別の実施態様において、エアナイフコーティング器が、カプセルの単層を有するカプセル化電気泳動ディスプレイを形成する。エアナイフコーティングは、様々なコーティング応用において使用されてきた。これには、無カーボン紙およびエレクトロルミネッセンスコーティング（これらはいずれもカプセル化材料を含む）が挙げられる。しかし、これらの用途におけるエアナイフの使用は、厚みの制御のために使用され、カプセルの安定な持続性の単層を形成するためには、使用されない。
【０１１０】
本発明の方法において、カプセルスラリーが基板（これは、移動または静止している）上に圧力の付与により適用され、その結果、スラリー中のカプセルがその基板上に単層を形成する。基板は、ＩＴＯをスパッタリングしたポリエステルなどの、導電性材料であり得る。圧力が、圧縮ガス（典型的には空気）によってこの混合物に付与される。エアナイフは、スラリーが均一に分散するように、圧力を付与するために使用され得る。図４を参照すると、エアナイフ３０が、スラリー３５の表面から、約１ｃｍ〜約１５ｃｍ（距離∝）の距離で保持されている。このスラリーは、基板３１の表面上に提供され、そしてコーティングロール３２によってδの方向に移動する。エアナイフ３０は、スラリー３５の表面から約０°〜約９０°の角度で（例えば、図４には３つの位置のエアナイフ３０ａ、３０ｂ、３０ｃが示されるが、より多くの位置が可能である）保持される。圧力源３４が、圧力をエアナイフ３０に提供する。ガス圧、スラリーからの距離、スラリーに対する角度、スラリーの粘度、およびエアナイフとスラリーが堆積される基板との間の相対速度などの条件が、最適化される場合に、単層が形成され得る。例えば、エアナイフは、過剰なスラリーを除去し得、そしてカプセルの単層を形成し得る。エアナイフが制御された量のカプセルスラリーと共に使用される場合には、スラリーの浪費が制限され得る。また、エアナイフはスラリーに接触しないので、基板の引っ掻きまたはカプセルの破損の可能性が、減少する。
【０１１１】
コーティング材料に吹き付けられるガスは、周囲温度の空気以外のものであり得る。このガスは、加熱または冷却されて、カプセルスラリーのコーティング性および粘度の特性を変化させ得る。このガスは、湿潤（例えば、液滴中の液体）または乾燥で吹き付けられて、カプセルスラリー中の溶媒の蒸発を制御し得る。例えば、ヒータ、冷蔵ユニット、液体ポンプ、および／または図４の制御装置３３に例示するような当業者に公知の他のデバイスによって、温度または液体の追加が、制御され得る。このガスは、カプセルスラリーの硬化を補助し、そして／またはスラリーが基板上により容易にコーティングされるようにする溶媒と、混合され得る。この溶媒は、基板層と適合性であるよう選択される。例えば、この基板が水ベースである場合には、その溶媒は水またはアルコールであり得る。有用なアルコールには、イソプロピルアルコール、メタノール、およびエタノールが挙げられる。この基板が有機物である場合には、適合性の有機溶媒が、ガスと混合され得る。例えば、酢酸ブチル基板は、「酢酸で湿った」空気によりコーティングされる。本発明の方法における使用のために有用な他の有機溶媒には、塩化メチレンおよびクロロベンゼンが挙げられる。特定の実施態様においては、カプセル内の懸濁流体は、ハロゲン化炭化水素（例えば、テトラクロロエチレンまたはポリ（クロロトリフルオロエチレン））である。また、特定の実施態様における蒸発性の結合剤は、例えば、ポリマーラテックス、アクリル、ウレタン、ポリ（ビニルアルコール）、または水ベースの結合剤であり得る。
【０１１２】
３．実質的に結合剤を使用しないコーティング
特定の状況において、実質的に結合剤の非存在下で、基板にカプセルをコーティングすることが所望され得る。例えば、図９Ａを参照すると、カプセル５０は、ポリマーから構成されるカプセル壁５２を有する。例えば、このカプセルは、上記のように、ゼラチン／アカシアから形成され得る。カプセル壁５２は水および／または極性溶媒で激しく膨潤される。例えば、カプセル壁５２の、約１％〜９０％、好ましくは、約５％〜約２０％がポリマーから形成され得るが、約１０％〜約９９％、好ましくは、約８０％〜約９５％は、水および／または極性溶媒から形成され得る。これらのカプセル５０は、スラリーについて上記されたように、基板５４にコーティングされる。カプセル５２は、キャリア（例えば、水）に懸濁されても良いし、またはキャリアに懸濁されなくても良い。カプセル５０が、例えば、６０℃で乾燥すると、水および／または極性溶媒が、コーティングされた単層内のカプセル５０のカプセル壁５２から蒸発する。水および／または極性溶媒が蒸発すると、カプセル壁５２は、互いにおよび／または基板５４と混合、結合および／または接着する。フィルムが形成される。フィルム内に結合剤がない場合、カプセルは、いくつかの状況において、フィルム内に結合剤がある場合より大きな程度まで変形し得る。
【０１１３】
Ｂ．後部基板の積層
一旦、カプセルスラリーが、可撓性または剛性基板（例えば、ポリマー材料またはガラス）上の前面電極にコーティングされ、マイクロカプセルの単層が達成されると、次いで、このコーティングされたフィルムは後部基板（あるいは、「バックプレーン」として公知）に積層される。この後部基板は、例えば、ポリマー材料（これは可撓性であり得る）、ガラスまたは金属であり得る。この後部基板は、単層または多層電極構造の型にされ得、これは第２の可撓性ポリマー基板上に他の手段によってプリントまたは形成され得る。本発明はカプセル化ディスプレイの状況で記載されるが、前部アクティブ面を後部電極基板に結合するための任意の電子ディスプレイの実施に関連し得る（前部面と後部基板との間のさらなる層を用いるかまたは用いない）。
【０１１４】
積層は、典型的に、真空条件下で起こり、そして熱および／または圧力の付与を包含する。例えば、約４０℃〜約１５０℃、より好ましくは、約５０℃〜約１２０℃の温度が使用され得、これは積層手順および／または使用される積層材料に依存する。典型的な後部基板は、ベース基板上に層にされた電極を有するかまたは有さないベース基板から構成される。後部基板の一例は、ポリエステルまたはポリイミドベースフィルム、および型を付けられた一組の電極である。一般に、これらの電極は、基板上にプリントされ得る単層または多層伝導体／絶縁体スタックである。これらの基板は、ポリマー材料（これは可撓性であり得る）、ガラスまたは金属であり得る。典型的に、伝導体は伝導性粒子（例えば、炭素、銀、パラジウム、酸化スズ、ドープ酸化スズ、銅）、ドープポリエステルおよびビニルであり、これらはスクリーンプリントおよび熱硬化される。さらに、後部基板はトランジスタ（有機および／またはシリコンベース）、ダイオードおよび／または基板上に配置される電極を有し得る。
【０１１５】
フィルムは、様々な方法で基板と組み合わせられ得る。典型的には、フィルム４０は、単層としてコーティングされた後、図５Ａに示されるように、カプセル４２間の結合剤４４中に空隙および凹凸、カプセル４２上の不揃いな表面、ならびに／または結合剤４４の端部の不揃いな表面を含む。上記のように、スラリー中の結合剤レベルは、光学活性領域を最大にするよう出来るだけ低く保たれ、結合剤を流し、積層の応力を吸収させる。カプセル壁はこれらの応力のほとんどを有し、これによりカプセルが破壊し得る。さらに、カプセル間の空隙、ならびに他の領域（例えば、カプセルの表面または結合剤の端部）内の空隙を満たす材料がない場合、積層生成物はトラップエア、またはトラップ真空パックを有し得、これらはいずれもフィルムが経験する機械的応力を変化させ、そして電気的特性に影響を与え得る（これは、不均一な切り替えをもたらす）。
【０１１６】
一実施態様において、さらなる材料の層が、フィルムと後部基板との間に含まれ得、上記の問題を解決する。この材料の層は、積層温度で流れ得る接着剤であり得る。この層はまた粘性であり得る。例えば、この層は、予め前部基板にコーティングされた結合剤材料と同一かまたは類似のポリマー材料であり得るか、またはこれはホットメルト接着剤シートであり得、これは熱可塑性または熱硬化性であり得る。あるいは、この層は、最初は室温で液体形態であるが、硬化または架橋後に固体マトリックスを形成する材料であり得る。これらの溶液は、カプセル間の任意の空隙を満たし得、カプセル壁自体に過度の応力を押し付けることなく、積層プロセス中にカプセルの後部表面の凹凸を平らにし得る流動可能材料を提供する。このような最終結果は、図５Ｂに示され得る。さらなる材料の層４６は、隙間（これには、カプセル４２間の空隙、結合剤４４の不規則な表面、およびカプセル４２の不規則な表面が挙げられるが、これらに限定されない）を満たし、そして後部基板４８に接着する。さらなる材料の層４６は、積層手順の前に、最初にフィルム４０（すなわち、カプセルの後部）または後部基板４８にコーティングされるか、または層４６は、積層手順中にフィルムと後部基板との間に導入されるホットメルト接着剤シート（これは、熱可塑性であるかまたは熱硬化性であり得る）であり得る。カプセルがより均一な大きさにされ、そして／またはより単分散になる（すなわち、完全な単層により近くなる）につれて、さらなる材料の層は薄くなり得る。なぜなら、このような条件は、わずかな隙間などを含むより均一なフィルムを生成するからである。均一なカプセルサイズおよび分布は、上記のようにして得られ得る。さらなる材料の層は、約５０μｍ以下の厚さであり得る。典型的には、この層および／またはカプセルおよび／または基板は、均一な厚さの層を形成する。この層は、約１０μｍ厚と約５００μｍ厚との間、好ましくは、約５０μｍ厚〜約３００μｍ厚であり得る。あるいは、特定のカプセルが、上記のように、結合剤なしで使用され得る。この場合、図９Ｂを参照すると、最終構造が形成され、ここで隙間、および基板５４上のカプセル５０の不揃いな表面は、後部基板５８と隣接した材料の層５６で満たされる。
【０１１７】
材料の層が、最初に前部フィルムにコーティングされる場合、これは後部基板に面したカプセルフィルムを実質的に平坦にし得、そして／または後部基板に積層可能な粘性表面を提供する。従って、カプセルフィルムは積層の前に平坦であり、そして粘性の前部および後部基板は、別々に保存する必要がない。なぜなら、前部基板のみが粘性であるからである。さらに、前部フィルムは後部基板を有する必要がない。例えば、材料の層で平坦化されたフィルムは、スタイラスで操作され得る。これは、後部基板を用いてまたは用いずに起こり得、そして材料の層は、後部基板が使用されない場合、粘性である必要はない。
【０１１８】
半導体のまたは異方性伝導接着剤が、さらなる層として使用され得る。この材料は、バックプレーンからカプセルへの電場を、場の強度をほとんど損失することなく伝導する。炭素粒子、金粒子、アルミニウム粒子、白金粒子、銀粒子、メッキポリマー球、メッキガラス球またはＩＴＯ粒子を含有する接着剤が使用され得る。また、伝導性ポリマー（例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、Ｐ−ＤＯＴまたはポリチオフェン）がさらなる材料の層をドープするために使用され得、このさらなる材料の層をＺ軸方向に十分に伝導性であり、接着剤の平面では伝導性ではないようにする。従って、電場はより効果的にカプセルに伝達される。これらのフィルムを作製するために、接着剤シートはキャストされ、次いで１軸または両軸に伸展され得る。材料の層の抵抗率は、約１０5〜約１０15オーム・ｃｍ、より好ましくは、約１０8〜約１０13オーム・ｃｍであり得る。さらに、材料の絶縁層が使用され得る。
【０１１９】
本明細書中で記載されるものの変化、改変および他の実施が、特許請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に理解される。従って、本発明は、前述の例示の説明ではなく、上記の特許請求の範囲の精神および範囲により制限されることが意図される。
【図１Ａ】
2011002844.tif 000004
【図１Ｂ】
2011002844.tif 000005
【図２】
2011002844.tif 000006
【図３】
2011002844.tif 000007
【図４】
2011002844.tif 000008
【図５Ａ】
2011002844.tif 000009
【図５Ｂ】
2011002844.tif 000010
【図６Ａ】
2011002844.tif 000011
【図６Ｂ】
2011002844.tif 000012
【図７Ａ】
2011002844.tif 000013
【図７Ｂ】
2011002844.tif 000014
【図７Ｃ】
2011002844.tif 000015
【図８】
2011002844.tif 000016
【図９Ａ】
2011002844.tif 000017
【図９Ｂ】
2011002844.tif 000018
【図１０】
2011002844.tif 000019