(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）を提供することと、ゲート電極（４０）を該基板（１０）に隣接して提供することと、ゲート誘電体（３０）を該ゲート電極（４０）および該基板（１０）に隣接して提供することとを含むトランジスタを製造する方法であって、
該方法は、
ａ）該ゲート誘電体（３０）に隣接し、かつ、該ゲート誘電体（３０）と接触して、該ゲート電極（４０）を覆う該ゲート誘電体（３０）の内側部分が露出されて残り、かつ、該ゲート誘電体（３０）の外側部分が該マスク（７０’）によって覆われるようなパターンにマスク（７０’）を印刷することと、
ｂ）該マスク（７０’）および該ゲート誘電体（３０）の該一部に隣接する、有機半導体および複数の無機コロイド粒子のうちの一方を含む半導体層（２０）を提供することであって、該半導体層（２０）の厚さは、該マスク（７０’）の厚さより薄い、ことと、
ｃ）該マスク（７０’）を除去することと、
ｄ）該ゲート誘電体（３０）に隣接し、かつ、該半導体層（２０）の少なくとも一部を覆うソース電極（５０’）およびドレイン電極（６０’）を形成し、それにより、該トランジスタを形成することと
を特徴とする、方法。
【請求項２】
複数のマイクロカプセルを含む電子表示媒体を提供することであって、該複数のマイクロカプセルの各々が、電気泳動粒子、懸濁粒子、２色球体のうちの１つを含む、ことと、該表示媒体をアドレッシングするために前記半導体層（２０）を該表示媒体の近傍に提供することとを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液晶表示媒体を提供することと、該表示媒体をアドレッシングするために前記半導体層（２０）を該表示媒体の近傍に提供することとを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
溶媒ベースのポリマーを前記ゲート誘電体（３０）に隣接して提供することと、該溶媒を気化させることとによって、前記マスク（７０’）を印刷することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記マスク（７０’）は、前記ゲート誘電体（３０）に隣接するポリマーを含む前記マスク（７０’）を印刷することと、該ポリマーを硬化させることとによって印刷されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
溶媒を用いて前記マスクを除去することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記溶媒はアセトンを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記半導体層（２０）が前記マスク（７０’）の厚さの１／５０〜１／１０００の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０００年７月２１日に出願された米国出願番号０９／６２１，０００の一部継続出願であり、米国出願番号０９／６２１，０００は、１９９９年４月９日に出願された米国出願番号０９／２８９，０３６の一部継続出願であり、１９９９年７月２１日に出願された仮出願の米国出願番号６０／１４４，９４３および１９９９年８月１０日に出願された仮出願の米国出願番号６０／１４７，９８９の優先権の利益を主張する。本出願はさらに、１９９９年８月３１日に出願された仮出願の米国出願番号６０／１５１，７１６および１９９９年８月３１日に出願された仮出願の米国出願番号６０／１５１，７１５の優先権の利益を主張する。前述の全出願の全内容を、本明細書中、参考として援用する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は概して、半導体デバイスの製造に関し、より詳細には、表示デバイスに使用するトランジスタアレイの製造における半導体膜のパターニングに関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
溶媒ベースのインキを使用してポリマー基板上にオールプリント（ａｌｌ−ｐｒｉｎｔｅｄ）バックプレーンを製造することは、より低コストの、フレキシブルな、または大面積のディスプレイの可能性を提供する。このようなディスプレイの実現が可能なアプリケーションは多数あり、巻き取り型ディスプレイ（ｒｏｌｌｅｄ  ｄｉｓｐｌａｙ）、安価な大面積のディスプレイ、布地に組み込まれたディスプレイ、および紙の代用品としてのディスプレイがその例である。残念ながら、このようなディスプレイにおいてアドレッシングに使用される薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）アレイの開発には、多くの問題が残っている。
【０００４】
有機半導体材料、または無機半導体粒子の分散体は、比較的単純および安価な堆積方法に適している。実現可能な方法として、真空チャンバにおける熱蒸着、もしくは適切な溶媒を用いたスピンコーティングなどのウェットプロセス、または薄膜を形成する公知の他のコーティング技術による方法が挙げられる。
【０００５】
いくつかの堆積技術は、膜内の主な電荷担体の高い電界効果移動度などの所望の特性を有する有機半導体の薄膜を形成する利点を有する。例えば、α−セクシチオフェンまたはα，ω−ジヘキルクォーターチオフェンなどのオリゴチオフェンの真空堆積を適切な処理条件下で行うと、高い電界効果移動度を示す膜が得られるとういうことは公知である。
【０００６】
残念ながら、ウェット堆積プロセスは、膜のパターニングを容易に可能にしない。なぜならば、ウェット材料は概して、基板全体にわたって分配されるからである。真空堆積は、例えば、コンタクトマスクを使用するパターン化された方法で行われ得る。しかし、真空堆積用のコンタクトマスクの解像度が制限されるので、細部をパターニングすることは、困難である。フォトリソグラフィなどの巧みに構成されたシリコン型デバイスのパターニング方法は、比較的複雑であり且つ高価である。このようなパターニング方法は、比較的安価なトランジスタのアレイを製造したいという要求に矛盾する。
【０００７】
パターニングされた半導体膜を形成する比較的単純で低コストの製造方法が、大きなアレイを有するフレキシブルなディスプレイの利点の実現を促進するために必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
本発明は、半導体層をパターニングする方法を提供し、詳細には、より低コストで大面積のトランジスタアレイを製造するために使用する、半導体層をパターニングする方法を提供する。印刷技術などのより低コストな堆積方法を使用することは、大面積のディスプレイ、特にカプセル化された電気泳動表示媒体を使用するディスプレイによる利益の実現を可能にする。
【０００９】
パターニングされた半導体膜を形成するプロセスの一実施形態は、基板および基板に隣接する有機半導体膜を提供する工程を含む。破壊剤は、有機半導体膜の選択された部分に隣接して堆積され、ここで、破壊剤は、有機半導体膜の選択された部分の特性を、有機半導体膜の厚さ全体にわたって実質的に変化させるように選択される。
【００１０】
破壊剤は、有機半導体層の隣接する部分を溶解させる役割を果たす溶媒を含み得る。半導体層の隣接する部分を酸化させる酸化剤のように、他の材料も、半導体層の一部に著しいダメージを引き起こすために用いられ得る。
【００１１】
あるいは、破壊剤の一部が、有機半導体膜の隣接する部分の中に拡散し、膜のそれらの部分の電気特性を劣化させ得る。有機半導体膜のダメージを受けた部分は、好適には、導電性が減少し、絶縁体として機能し得る。これらの部分は、アレイ内の隣接するトランジスタ間に電気的絶縁を提供する。
【００１２】
破壊剤はさらに、ゲル化剤を含み得る。ゲル化剤は、例えば、印刷方法による破壊剤の堆積を助ける。
【００１３】
別の実施形態において、トランジスタを製造する方法は、基板および基板に隣接するゲート電極の提供を含む。ゲート誘電体は、基板およびゲート電極に隣接して堆積される。ソースおよびドレイン電極は、ゲート誘電体に隣接して堆積される。マスクは、ゲート誘電体に隣接して堆積される。ソース電極、ドレイン電極、およびゲート誘電体の一部が露出されて残るようなパターンにマスクが堆積され、有機半導体および複数の無機コロイド粒子のうちの１つを含む半導体層が、ソース電極、ドレイン電極、ゲート誘電体の一部およびマスクと隣接して堆積され、それにより、トランジスタが形成される。半導体層の厚さは、マスクの厚さより薄い。いくつかの実施形態において、半導体層の厚さは、マスクの厚さの１／５０〜１／１０００である。
【００１４】
いくつかの底部コンタクトトランジスタの実施形態において、マスクは除去される必要がない。なぜならば、マスクは、隣接するトランジスタ間の半導体層の連続性を中断し得るからである。マスクはさらに、隣接するトランジスタ間の間隔を効果的に増大させる。これらの効果は、トランジスタ間の電流漏れを減少し得る。
【００１５】
本発明は、表示デバイスのオールプリント製造を助け得る。半導体層のパターニングは、シルクスクリーン印刷またはスタンピングなどの技術を用いることによって行われ得る。本発明は、マイクロカプセル化された電気泳動表示媒体を含む、大面積の、フレキシブルで低コストのディスプレイの製造において、特定のアプリケーションを有する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）  
半導体膜にパターンを形成するプロセスであって、
上記プロセスは、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）上記基板に隣接する有機半導体膜を提供するステップと、
ｃ）上記有機半導体膜の選択された部分に隣接する破壊剤を提供するステップであって、上記破壊剤は、上記有機半導体膜の上記選択された部分の特性を変化させ、その結果、上記有機半導体膜の上記選択された部分の特性は、上記有機半導体膜の残りの部分の特性とは異なり、上記選択された部分の特性は、上記有機半導体膜の厚さ全体にわたって実質的に変化される、ステップと
を含む、プロセス。
（項目２）
ｄ）導電性要素および絶縁性要素のうちの少なくとも１つを提供することにより、回路を提供するステップ
をさらに含む、項目１に記載のプロセス。
（項目３）
上記破壊剤は、上記有機半導体膜の選択された部分の電気的特性を変化させる、項目１に記載のプロセス。
（項目４）
ステップｃ）は、上記有機半導体膜の選択された部分の溶解を含む、項目１に記載のプロセス。
（項目５）
上記破壊剤は、溶媒を含む、項目４に記載のプロセス。
（項目６）
上記破壊剤は、溶媒およびゲル化剤を含む、項目５に記載のプロセス。
（項目７）
ｄ）上記有機半導体膜を溶解した後に上記溶媒を気化させるステップ
をさらに含む、項目５に記載のプロセス。
（項目８）
ステップｃ）は、印刷プロセスによって上記破壊剤を提供することを含む、項目１に記載のプロセス。
（項目９）
ステップｃ）は、スクリーン印刷プロセスによって上記破壊剤を提供することを含む、項目８に記載のプロセス。
（項目１０）
ステップｃ）は、スタンピングプロセスによって上記破壊剤を提供することを含む、項目１に記載のプロセス。
（項目１１）
上記有機半導体層は、ポリ（アルキルチオフェン）を含み、上記破壊剤は、クロロホルム、トルエンおよびキシレンのうちの１つを含む、項目１に記載のプロセス。
（項目１２）
トランジスタを製造する方法であって、
上記方法は、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）上記基板に隣接するゲート電極を提供するステップと、
ａ）上記基板および上記ゲート電極に隣接するゲート誘電体を提供するステップと、
ｂ）上記ゲート誘電体に隣接するソース電極およびドレイン電極を提供するステップと、
ｃ）上記ゲート誘電体に隣接して、上記ソース電極、上記ドレイン電極、上記ゲート電極の一部分が露出されたままとなるパターンにマスクを提供するステップと、
ｄ）上記ソース電極、上記ドレイン電極、上記ゲート電極の上記一部分および上記マスクに隣接する、有機半導体および複数の無機コロイド粒子のうちの１つを含む半導体層を提供するステップであって、これにより、上記トランジスタを形成し、上記半導体層は、上記マスクの厚さよりも薄い厚さを有する、ステップと
を含む、方法。
（項目１３）
ステップｆ）は、
ｆ１）溶媒ベースのポリマーを上記ゲート誘電体に隣接して提供することと、
ｆ２）上記溶媒を気化させることと
によって上記マスクを印刷することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
複数のマイクロカプセルを含む電子表示媒体を提供することであって、各カプセルは、電気泳動粒子、懸濁粒子、および２色球体のうちの１つを含む、ことと、
上記表示媒体をアドレッシングするために上記半導体層を上記表示媒体の近傍に提供することと
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
液晶表示媒体を提供することと、
上記表示媒体をアドレッシングするために上記半導体層を上記表示媒体の近傍に提供することと
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
ステップｆ）は、
ｆ１）上記ゲート誘電体に隣接するポリマーを含むマスクを印刷することと、
ｆ２）上記ポリマーを硬化させることと
を含む、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
ステップｇ）は、上記マスクの厚さの約１／５０〜１／１０００の厚さを有する半導体層を提供することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１８）
トランジスタを製造する方法であって、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）上記基板に隣接するゲート電極を提供するステップと、
ｃ）上記ゲート電極および上記基板に隣接するゲート誘電体を提供するステップと、
ｄ）上記ゲート誘電体に隣接して、上記ゲート誘電体の一部分が露出されたままとなるパターンにマスクを印刷するステップと、
ｅ）上記マスクおよび上記ゲート誘電体の上記一部分に隣接する、有機半導体および複数の無機コロイド粒子のうちの１つを含む半導体層を提供するステップであって、上記半導体層は、上記マスクの厚さよりも薄い厚さを有する、ステップと、
ｆ）上記マスクを除去するステップと、
ｇ）上記半導体層および上記ゲート誘電体に隣接する、ソース電極およびドレイン電極を形成し、これにより、上記トランジスタを形成するステップと
を含む、方法。
（項目１９）
複数のマイクロカプセルを含む電子表示媒体を提供することであって、各カプセルは、電気泳動粒子、懸濁粒子、および２色球体のうちの１つを含む、ことと、
上記表示媒体をアドレッシングするために上記半導体層を上記表示媒体の近傍に提供することと
をさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
液晶表示媒体を提供することと、
上記表示媒体をアドレッシングするために上記半導体層を上記表示媒体の近傍に提供することと
をさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
ステップｄ）は、
ｄ１）溶媒ベースのポリマーを上記ゲート誘電体に隣接して提供することと、
ｄ２）上記溶媒を気化させることと
によって上記マスクを印刷することを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
ステップｄ）は、
ｄ１）上記ゲート誘電体に隣接するポリマーを含むマスクを印刷することと、
ｄ２）上記ポリマーを硬化させることと
を含む、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
ステップｆ）は、溶媒を用いて上記マスクを除去することを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２４）
上記溶媒は、アセトンを含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
ステップｅ）は、上記マスクの厚さの約１／５０〜１／１０００の厚さを有する半導体層を提供することを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２６）
上記半導体膜にパターンを形成するプロセスであって、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）上記基板の選択された部分に隣接する放出層を提供するステップと、
ｃ）上記放出層および上記基板に隣接する有機半導体膜を提供するステップと、
ｄ）上記有機半導体膜を溶解することなく上記放出層を溶解する溶媒に、上記放出層を曝し、これにより、上記基板に隣接する上記有機半導体膜を除去することなく、上記放出層および上記放出層に隣接する上記有機半導体膜を除去するステップと
を含む、プロセス。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、添付の図面と関連して、好適なおよび例示的な実施形態によって、それらのさらなる利点と共に、下記の詳細な説明においてより具体的に説明される。
図中、同じ参照符号は、概して、異なる図面を通して、同じ部分を示す。さらに、図面は、必ずしも一律の縮尺に従わず、むしろ概して、本発明の原理を示すことに重点を置いている。
【図１】図１は、様々な製造段階における電子装置の一実施形態の断面図を示す。
【図２ａ】図２ａは、破壊剤のスクリーン印刷を使用する、製造の中間段階における電子装置の断面図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、破壊剤のスタンピングを使用する、製造の中間段階における電子装置の断面図を示す。
【図３】図３は、図１に描かれた実施形態に対応するプロセスによって製造されたＴＦＴアレイを利用する表示デバイスの断面図を示す。
【図４】図４は、底部コンタクトＴＦＴを製造するプロセスの一実施形態の断面図を示す。
【図５】図５は、図４に描かれた実施形態に対応するプロセスによって製造されたＴＦＴアレイを利用する表示デバイスの断面図を示す。
【図６】図６は、底部コンタクトＴＦＴを製造するプロセスの一実施形態の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（発明の詳細な説明）
本発明は概して、半導体層をパターニングする方法に関し、詳細には、より低コストで大面積のトランジスタアレイの製造において使用される半導体層のパターニング方法に関する。本発明は、マイクロカプセル化された電気泳動表示媒体を有するディプレイの製造に特に使用するものであり、半導体膜をパターニングする問題を緩和して、隣接するＴＦＴ（特に、有機半導体膜を含むもの）の間の電流漏れを減少させる。
【００１８】
（破壊剤を介して有機半導体膜の特性を変えることによるパターニング）
図１を参照すると、有機半導体膜２０をパターニングする方法の２つの実施形態が描かれている。例えば、シリコンウェーハ、ポリイミドシートまたは他のポリマーシートを含む基板１０が提供される（工程１）。有機半導体膜２０が基板１０の上に堆積される（工程２）。膜２０は、例えば、ポリ（アルキルチオフェン）、またはペンタセンおよびポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）（ＰＴＶ）の先駆物質を含み、これらは高温で、ペンタセンおよびＰＴＶ半導体に加工され得る。ここで、破壊剤１００のパターニングされた層が、有機半導体膜２０に隣接して堆積される（工程３）。
【００１９】
破壊剤１００は、有機半導体膜２０の特性を変化させる能力を鑑みて選択される。有機半導体膜２０の隣接する部分の特性が、膜２０の厚さ全体にわたって実質的に変化するように、十分な量の破壊剤１００を与える。変化する特性は、有機半導体膜２０の電気特性に影響があり得る化学特性、物理特性または他の特性であり得る。
【００２０】
例えば、ＰＴＶ先駆物質は、ＰＴＶ半導体への変化中に、触媒として少量の塩酸（ＨＣＩ）を含む。従って、アンモニアなどのアルカリ化合物が、破壊剤として使用され得る。アンモニアの濃度は、ＰＴＶ先駆物質膜内のＨＣＩの濃度の２〜１０倍であり得る。
【００２１】
好適な実施形態において、有機半導体膜２０の電気特性は、変化された特性である。破壊剤１００は、例えば、有機半導体膜２０の破壊剤１００に隣接する部分の導電性を減じる。このことは、有機ＴＦＴ（ＯＴＦＴ）の製造に使用され得る有機半導体膜２０の影響を受けていない部分の間の電流漏れを減少させる。
【００２２】
多数の材料が破壊剤１００として使用され得る。破壊剤として、隣接する有機半導体膜２０内に拡散し、有機半導体膜２０の電気特性を劣化させ、材料２１の劣化した部分の導電性を減少させるものが選択される（工程４）。
【００２３】
他の破壊剤１００は、隣接する有機半導体膜２０に著しい形態変化を引き起こす能力に応じて選択される。例えば、有機半導体膜２０がポリ（アルキルチオフェン）を含む場合、破壊剤は、クロロホルム、トルエンまたはキシレンを含み得る。この場合、隣接する有機半導体膜２０の材料が溶解し、溶媒のドライ（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｄｒｉｅｓ）として再堆積する（工程４’）。このことにより、著しい形態変化を経た劣化した材料２２が残り、この時点では通常、絶縁体として働く。
【００２４】
ここで、図２ａおよび図２ｂを参照すると、破壊剤１００は、様々な方法によって有機半導体膜２０の上に堆積され得る。いくつかの好適な実施形態において、破壊剤１００のパターニングされた膜を有機半導体膜２０の上に堆積するために、低コストな方法が使用される。破壊剤１００と直接接触する有機半導体膜２０の一部は、特性が劣化する。
【００２５】
一実施形態において、有機半導体膜２０の上に、パターニングされた破壊剤の堆積物のためにスクリーン２００が使用される。別の実施形態において、スタンプ３００が、破壊剤１００のパターニングされた堆積を提供する。例えば、ペンタセン先駆物質は、ジクロロメタンに可溶であるため、ジクロロメタンで濡らされたゴム印をペンタセン先駆物質と接触させた場合、ペンタセン先駆物質は部分的に溶解され、従って、パターニングされたペンタセンが熱加工によって得られ得る。印刷プロセス（例えば、インキジェット印刷、静電印刷プロセスおよび熱印刷）などの他の比較的低コストな堆積方法は、破壊剤１００を堆積する役割を果たし得る。
【００２６】
堆積プロセスを助け、破壊剤１００を制御するために、破壊剤１００は、ゲル化剤を含み得る。ゲル化剤によって与えられる流動学的性質は、例えば、溶媒の選択的配置を助ける。ゲル化剤は、可溶性ポリマーまたは拡大された集合体（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）を形成する物質を含み得る。
【００２７】
溶媒を含むゲルベースの破壊剤１００が、有機半導体膜２０の隣接する部分を溶解した後、溶媒は次いで、室温によってか、もしくは、加熱または減圧によって乾燥し得る。有機半導体膜２０の以前に溶解された部分は、ゲル化剤と結合して再堆積して、劣化した材料２２を、著しく形態変化させる（典型的には、半導電性が全く残らないように著しく形態変化させる）。
【００２８】
有機半導体２０の一部の著しい変化は、破壊剤１００として働く他の材料によって引き起こされ得る。例えば、酸化剤の使用による化学反応によって、有機半導体膜２０の一部が絶縁体に変化し得る。電磁放射（例えば、コンタクトマスクを通して与えられるＵＶ、およびマスク無しで与えられるｅビーム）などの他の破壊剤は、有機半導体膜２０の露出部分を絶縁体に変え得る。
【００２９】
別の実施形態において、破壊剤１００が最初に堆積され得、次いで有機半導体膜２０が堆積される。例えば、ポリ（エチレングリコール）のパターニングされた層が、破壊剤１００として使用されるために堆積される。この層は、空間特定的な堆積によってか、またはブランケット堆積（ｂｌａｎｋｅｔ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってパターニングされ、次いで選択された部分が除去される。有機半導体膜２０は、パターニングされたポリ（エチレングリコール）の破壊層１００に隣接して堆積される。水を与えられ、この水は、パターニングされたポリ（エチレングリコール）の破壊層１００を溶解するが、有機半導体膜２０を実質的に劣化させない。パターニングされたポリ（エチレングリコール）の破壊層１００に隣接していた有機半導体膜２０の部分は、ポリ（エチレングリコール）の溶解中に基板１０から物理的に引き離され、除去される。
【００３０】
特定のマイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイにおいて、液晶または電気泳動のディスプレイなどの表示デバイスの製造は、表示媒体をアドレッシングするためのＯＴＦＴのアレイの製造中に上記の方法を利用し得る。図３を参照すると、電気泳動表示デバイスの一実施形態は、シリコンウエハなどの基板１０、重ドープされた（ｈｅａｖｉｌｙ  ｄｏｐｅｄ）シリコンなどのゲート電極４０、シリコンダイオードなどの誘電体層３０、金などのソース５０およびドレイン６０の電極、有機半導体膜２０（例えば、ポリ（アルキルチオフェン）、ペンタセン、アルファ−セクシチオフェン、または銅フタロシアニン（「ＣｕＰｕ」））、電気泳動表示媒体９１０と上部電極９２０とを含む電気泳動表示媒体アセンブリ９００、および積層接着剤８００（例えば、水ベースのポリウレタン乳濁液であり、積層接着剤は、表示媒体アセンブリ９００を有機半導体膜２０およびＯＴＦＴの他の部分に取り付けるために使用される）を含む。詳細には、有機半導体膜の一部の劣化した材料２１’は、ＯＴＦＴアレイ内の個々のトランジスタ間を絶縁する。
【００３１】
いくつかの実施形態において、ＯＴＦＴのアレイは、電気泳動表示媒体アセンブリ９００の製造とは別に、最初に製造される。表示媒体アセンブリ９００は、例えば、インジウム酸化スズ（「ＩＴＯ」）によってコーティングされたガラスプレートの上に印刷されたマイクロカプセル化された電気泳動表示媒体を含む。ＯＴＦＴアレイは次いで、この実施形態において、積層接着剤８００によって、表示媒体アセンブリ９００にボンディングされる。
【００３２】
（マスクを用いたパターニング）
ここで、図４を参照すると、トランジスタを製造する方法は、隣接するトランジスタの電気的絶縁を補助するために、マスク７０を利用する。一実施形態において、トランジスタは、底部コンタクトトランジスタ（ｂｏｔｔｏｍ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）のアレイの一部である。つまり、ソースおよびドレインの電極は、半導体層の真下に横たわる。一実施形態において、この方法は、基板１０の提供から始まる（工程４１）。次いで、ゲート電極４０が基板１０の上に提供され（工程４２）、次いで誘電体層３０（好適には、ゲート電極）が提供される（工程４３）。ソース電極５０およびドレイン電極６０は、誘電体層３０の上に、ゲート電極４０と相対して堆積される（工程４４）。
【００３３】
マスク層７０は、マスク層７０が個々のトランジスタの位置の間に横たわる領域に配置されるようにパターニングによって堆積される（工程４５）。半導体層２０’の提供は次いで、ソース電極５０およびドレイン電極６０、誘電体層３０およびマスク７０をコーティングする役割を果たす（工程４６）。好適には、半導体層２０’の厚さは、マスク７０の厚さよりも薄い。好適には、半導体層２０’の厚さは、マスク７０の厚さの約１／５０〜１／１０００の範囲内である。この厚さの不一致は、隣接するトランジスタ間において半導体層２０’の連続性を中断させ、付随的にマスク７０を除去し得る。一般的に、厚さの不一致が大きいほど、より良い中断が提供される。
【００３４】
半導体層２０’の連続性が、実質的にマスク７０によって中断されない場合も、マスク７０は、個々のトランジスタ間の効果的な物理的分離を増加させる。つまり、マスク７０を通り過ぎて、１つのトランジスタから次のトランジスタまで半導体層２０’を通るパス長は、マスク７０を使用しない場合に通常存在するパス長よりも長い。上記の底部コンタクトプロセスは、マスクを除去するために使用される溶媒から、弱い半導体層２０’およびその界面を守るというさらなる利点がある。
【００３５】
マスク材料の一例は、溶媒ベースのスクリーン印刷可能なポリマーインキのＤｕＰｏｎｔ  ５０３６（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）である。これは、アセトンまたは他の溶媒によって除去され得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、有機半導体、または複数の無機半導体粒子を含むコロイド系分散体（ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の使用によって、半導体層２０’は比較的簡単に堆積される。ポリアルキルチオフェンまたは真空蒸着された半導体（例えば、ペンタセン）などの溶媒処理可能な有機半導体が使用され得る。溶媒成型（ｓｏｌｕｔｉｏｎ−ｃａｓｔ）の有機半導体が使用されると、マスク７０を除去するために使用される溶媒は、有機半導体の実質的な溶媒であってはならない。
【００３７】
他の実施形態における半導体層２０’は、非晶質シリコンまたはポリシリコンなどの不完全な形態のシリコンを含む。このような形態は、典型的には、完全なシリコン基板の上で直接作る方法以外の方法でシリコンが作られた場合に得られる。
【００３８】
ここで、図５を参照すると、いくつかの実施形態において、上記のプロセスによって製造されたトランジスタのアレイは、表示デバイスに有利に使用されている。一実施形態において、ディスプレイアセンブリ９００は、接着剤８００を使用して、図４に示される方法によって製造されたトランジスタのアレイに積層される。積層される前に、マスク７０は、完成したディスプレイ内にマスク材料の一部または空隙７１を残して、部分的または全体的に移動され得る。
【００３９】
いくつかの実施形態における表示媒体９１０は、液晶または電気泳動の表示媒体を含む。いくつかの好適な実施形態は、マイクロカプセル化された電気泳動表示媒体を使用する。このような媒体は、オールプリントで大面積のフレキシブルなディスプレイの製造を可能にする。
【００４０】
ここで、図６を参照すると、トランジスタまたはトランジスタアレイを製造する上部コンタクトプロセス（ｔｏｐ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）の一実施形態が示される。基板１０（工程６１）は、基板に隣接して堆積されるゲート電極４０を１つ以上有する（工程６２）。ゲート誘電体３０は、ゲート電極４０および基板１０に隣接して堆積される（工程６３）。パターニングされたマスク７０’は次いで、誘電体３０の一部の上に堆積され、個々のトランジスタの電気的絶縁を提供する（工程６４）。
【００４１】
次いで、半導体層２０は、マスク７０’および露出した誘電体３０の一部に隣接して堆積される（工程６５）。マスクを除去した後、パターニングされた半導体層２０が得られる（工程６６）。ソース電極５０’およびドレイン電極６０’の形成によって、個々のトランジスタの重要な構造の形成が完了する（工程６７）。
【００４２】
使用する材料およびトランジスタアレイの特定のジオメトリについて様々な実施形態が存在する。半導体層２０は、有機半導体または複数のコロイド粒子のいずれかを含む。半導体層２０は好適には、マスク７０’の厚さよりも薄い厚さに形成され、マスクと半導体層２０のマスクに隣接する部分とを一緒に除去することを容易にする。
【００４３】
いくつかの実施形態におけるマスクは、溶媒ベースのポリマーを使用して形成される。溶媒ベースのポリマーは、例えば、印刷プロセスの後に溶媒の蒸着を行うことにより、堆積され得る。別の実施形態において、ポリマーが堆積され、次いで硬化されて、マスク７０’を形成する。
【００４４】
溶媒ベースのポリマーから形成されるマスクなどのいくつかのマスクは、アセトンなどの溶媒を用いて除去され得る。一実施形態において、有機半導体膜は、放出層としてのマスク７０’と、有機半導体膜に実質的な影響なく放出層を溶解する溶媒とを使用してパターニングされる。
【００４５】
上記の方法は全て、電気泳動ディスプレイの製造において、ポリマーベースの薄膜トランジスタのアレイの形成に有利に使用され得る。このようなディスプレイは、インキの印刷などの低コストな堆積の工程を利用可能であり、フレキシブルなポリマー基板を使用することが一因となり、とてもフレキシブルであり得る。電気泳動ディスプレイの製造に利用される材料および方法に関する説明のさらなる詳細は、下記に示される。
【００４６】
（電気泳動ディスプレイアセンブリを製造する方法）
好適な実施形態において、カプセル化された電気泳動ディスプレイアセンブリは、多種多様のフレキシブルな基板における印刷またはコーティングの工程を使用して製造される。本明細書中で使用されるように、用語「印刷」は、印刷およびコーティングの全ての様態を含み、パッチダイ（ｐａｔｃｈ  ｄｉｅ）コーティングなどのプリメータード（ｐｒｅ−ｍｅｔｅｒｅｄ）コーティング、スロットまたは押し出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティング、およびカーテンコーティング）、ナイフオーバロール（ｋｎｉｆｅ  ｏｖｅｒ  ｒｏｌｌ）コーティングなどのロールコーティング、前後ロールコーティング、グラビアコーティング、浸しコーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電印刷プロセス、熱印刷プロセス、インキジェット印刷プロセス、および他の同様の技術を含むが、これらに限定されない。従って、得られるディスプレイは、フレキシブルであり得る。さらに、表示媒体が（様々な方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体も安価で製造され得る。
【００４７】
さらに、印刷方法は、電気的接続およびディスプレイの他の導電部分を形成するために使用され得る。後方導体（「後方」は、ユーザの視点の反対側にあるディスプレイの面を指す）は、不透明または透明のいずれかであり得る。これにより、グラファイトインキ、銀インキまたは導電性ポリマーを含む様々な印刷された後方導体の使用が可能になる。
【００４８】
前方導体（「前方」は、ユーザの視点のある側のディスプレイの面を指す）は、透明である必要があるが、優れた導電性を有する必要はない。例えば、静電気防止のアプリケーションにおいて通常使用されるような導電性コロイド懸濁液および導電性ポリマーなどの、印刷に適しているが比較的導電性の弱い材料でさえも、使用され得る。
【００４９】
マイクロカプセル化された電気泳動媒体は、液晶媒体とは違い、ポリアニリン、ポリピロ−ル、ポリチオフェンおよびポリフェニレンビニレンの誘導体を含む多くの本質的に導電性のポリマー系と共に使用することに適している。
【００５０】
要するに、本発明は、ディスプレイアセンブリ内に導電性材料を形成する印刷方法の使用により可能な、費用削減のさらに有利な使用を可能にする。
【００５１】
以下の説明は、電気泳動表示媒体に応用される材料の様々な実施形態を詳細に説明する。
【００５２】
（電気泳動ディスプレイに使用する材料）
上記のカプセル化された電気泳動ディスプレイの製造に有用な材料を、下記に詳細に説明する。これらの材料の多くは、従来の電気泳動ディスプレイを製造する分野の当業者、またはマイクロカプセル化分野の当業者に公知である。
【００５３】
（Ａ．粒子）
上記のように、電気泳動ディスプレイに使用する粒子の選択は、非常に自由度が高い。本発明の目的に応じて、粒子は、荷電されているか、または電荷を得ることが可能な（すなわち、電気泳動移動度を有するか、または得ることが可能な）任意の成分であり、場合によっては、この移動度は零か、または零に近い（すなわち、粒子が移動しない）可能性がある。粒子は、ニート（ｎｅａｔ）顔料、染色（レーキ）顔料もしくは顔料／ポリマー複合体、または荷電されているか、もしくは電荷を得ることが可能な任意の他の成分であり得る。電気泳動粒子の典型的な問題は、光学特性、電気特性および界面での化学的性質である。粒子は、有機化合物または無機化合物であり得、光吸収または光散乱のいずれかを行い得る。本発明において使用される粒子はさらに、散乱顔料、吸収顔料および発光顔料を含み得る。粒子は、コーナーキューブ（ｃｏｒｎｅｒ  ｃｕｂｅｓ）のように逆反射性であり得るか、交流場によって励起されると光を放つ硫化亜鉛粒子のようにエレクトロルミネッセントであり得るか、または光輝性であり得る。最後に、粒子が表面処理されて、帯電もしくは帯電剤との相互作用を改善し得るか、または分散性を改善し得る。
【００５４】
本発明の電気泳動ディスプレイに使用する好適な粒子は、チタニアである。例えば、チタニア粒子は、例えば、酸化アルミニウムまたはシリコン酸化物などの金属酸化物によってコーティングされ得る。チタニア粒子は、金属酸化物によるコーティングの層を１つ、２つ、またはそれ以上有する。例えば、本発明の電気泳動ディスプレイに使用するチタニア粒子は、酸化アルミニウムのコーティングおよびシリコン酸化物のコーティングを有し得る。コーティングは、任意の順序によって粒子に加えられ得る。
【００５５】
電気泳動粒子は概して、顔料、ポリマー、レーキ顔料、またはそれらのいくつかの組み合わせである。ニート顔料は、任意の顔料であり得、明るい色の粒子には概して、例えば、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、または酸化亜鉛などの顔料が有用である。いくつかの種類の粒子は、高い屈折率、高い分散係数、および低い吸光係数を有する。他の粒子は、カーボンブラック、または塗料およびインキに使用される有色顔料などのように吸光性がある。顔料はまた、懸濁液に不溶であるべきである。ディアリライドイエロー、ハンザイエローおよびベンジジンイエローなどのイエロー顔料もまた、同様のディスプレイで使用されると分かっている。任意の他の反射材料は、金属粒子などの非顔料材料を含む明るい色の粒子に使用され得る。
【００５６】
有用なニート顔料は、ＰｂＣｒＯ4、シアンブルーＧＴ５５−３２９５（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗａｙｎｅ，ＮＪ）、シバクロンブラックＢＧ（Ｃｉｂａ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗｐｏｒｔ，ＤＥ）、シバクロンターコイズブルーＧ（Ｃｉｂａ）、シバクロンブラックＢＧＬ（Ｃｉｂａ）、オラゾール（Ｏｒａｓｏｌ）ブラックＢＲＧ（Ｃｉｂａ）、オラゾールブラックＲＢＬ（Ｃｉｂａ）、アセトミンブラック（Ａｃｅｔａｍｉｎｅ  Ｂｌａｃ），ＣＢＳ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、クロセインスカーレットＮＥｘ（ｄｕ  Ｐｏｎｔ）（２７２９０）、ファイバーブラックＶＦ（ＤｕＰｏｎｔ）（３０２３５）、ルクソールファストブラックＬ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌａｃｋ１７）、ニロシン（Ｎｉｒｏｓｉｎｅ）ベースナンバー４２４（ＤｕＰｏｎｔ）（５０４１５Ｂ）、オイルブラックＢＧ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌａｃｋ１６）、ロタリン（Ｒｏｔａｌｉｎ）ブラックＲＭ（ＤｕＰｏｎｔ）、サーボン（Ｓｅｒｖｏｎ）ブリリアントレッド３Ｂ（ＤｕＰｏｎｔ）；塩基性ブラックＤＳＣ（Ｄｙｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、ヘクトレン（Ｈｅｃｔｏｌｅｎｅ）ブラック（Ｄｙｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、アゾゾール（Ａｚｏｓｏｌ）ブリリアントブルーＢ（ＧＡＦ，Ｄｙｅｓｔｕｆｆ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｗａｙｎｅ，ＮＪ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌｕｅ９）、アゾゾールブリリアントグリーンＢＡ（ＧＡＦ）（Ｓｏｌｖ．Ｇｒｅｅｎ２）、アゾゾールファストブリリアントレッドＢ（ＧＡＦ）、アゾゾールファストオレンジＲＡ  Ｃｏｎ．（ＧＡＦ）（Ｓｏｌｖ．Ｏｒａｎｇｅ２０）、アゾゾールファストイエローＧＲＡ  Ｃｏｎ．（ＧＡＦ）（１３９００Ａ）、塩基性ブラックＫＭＰＡ（ＧＡＦ）、ベンゾフィックス（Ｂｅｎｚｏｆｉｘ）ブラックＣＷ−ＣＦ（ＧＡＦ）（３５４３５）、セリタゾール（Ｃｅｌｌｉｔａｚｏｌ）ＢＮＦＶ  Ｅｘ  Ｓｏｌｕｂｌｅ  ＣＦ（ＧＡＦ）（Ｄｉｓｐ．Ｂｌａｃｋ９）、セリトンファストブルーＡＦ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ（ＧＡＦ）（Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ９）、サイパーブラックＩＡ（ＧＡＦ）（Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｋ．３）、ジアミンブラックＣＡＰ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ（ＧＡＦ）（３０２３５）、ダイアモンドブラックＥＡＮ  Ｈｉ  Ｃｏｎ．ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１０）、ダイアモンドブラックＰＢＢＡ  Ｅｘ（ＧＡＦ）（１６５０５）；ダイレクトディープブラックＥＡ  Ｅｘ  ＣＦ（ＧＡＦ）（３０２３５）、ハンザイエローＧ（ＧＡＦ）（１１６８０）；インダンスレンブラックＢＢＫ
Ｐｏｗｄ．（ＧＡＦ）（５９８５０）、インドカーボン（Ｉｎｄｏｃａｒｂｏｎ）ＣＬＧＳ  Ｃｏｎ．ＣＦ（ＧＡＦ）（５３２９５）、カチゲン（Ｋａｔｉｇｅｎ）ディープブラックＮＮＤ  Ｈｉ  Ｃｏｎｃ．ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１１）、ラピドーゲン（Ｒａｐｉｄｏｇｅｎ）ブラック３Ｇ（ＧＡＦ）（Ａｚｏｉｃ
Ｂｌｋ．４）；サルフォン（Ｓｕｌｐｈｏｎｅ）シアニンブラックＢＡ−ＣＦ（ＧＡＦ）（２６３７０）、ザンベジ（Ｚａｍｂｅｚｉ）ブラックＶＤ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ．（ＧＡＦ）（３００１５）；ルバノックス（Ｒｕｂａｎｏｘ）レッドＣＰ−１４９５（Ｔｈｅ  Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）（１５６３０）；ラベン（Ｒａｖｅｎ）１１（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）（カーボンブラックは、総計して約２５μｍの粒子サイズ）、スタテックス（Ｓｔａｔｅｘ）Ｂ−１２（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏ．）（平均粒子サイズが３３μｍのファーネスブラック）、およびクロムグリーンを含むが、これらの限定されない。
【００５７】
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、その上に染料が沈殿しているか、または染色されている粒子である。レーキは、可溶が容易なアニオン染料の金属塩である。これらは、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であり、スルホン酸類またはカルボン酸類を１つ以上含む。これらは概して、カルシウム、バリウムまたはアルミニウム塩によって基板の上に沈殿する。典型的な例は、ピーコックブルーレーキ（ＣＩ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ２４）およびペルシャオレンジ（ＣＩ  Ａｃｉｄ  Ｏｒａｎｇｅ
７のレーキ）、ブラックＭトナー（ＧＡＦ）（レーキ上に沈殿したカーボンブラックとブラック染料との混合体）である。
【００５８】
染色型の暗い粒子は、カーボンブラックまたは無機ブラック材料などの任意の明るい吸光材料から製造され得る。暗い材料はまた、選択的に吸光性であり得る。例えば、暗いグリーン顔料が使用され得る。ブラック粒子はまた、ラテックスを金属酸化物で染色することによって形成され得、このようなラテックスコポリマーは、例えば、任意のブタジエン、スチレン、イソプレン、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、塩化ビニル、アクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、酢酸ビニル、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、イソシアンメタクリル酸エチル（ｉｓｏｃｙａｎｏｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、およびＮ−（イソブトキシメタクリルアミド）を含み、付随的に、ジアクリル酸、トリアクリル酸、ジメチルアクリル酸およびトリメタクリル酸などの共役ジエン化合物を含む。ブラック粒子はまた、散乱重合技術によっても形成され得る。
【００５９】
顔料およびポリマーを含むシステムにおいて、顔料およびポリマーは、電気泳動粒子内に複数のドメインを形成し得るか、またはより小さな顔料／ポリマーを結合した粒子の結合体であり得る。あるいは、中心顔料コア（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｉｇｍｅｎｔ  ｃｏｒｅ）は、ポリマーシェルによって囲まれ得る。顔料、ポリマーまたはその両方は、染料を含み得る。粒子の光学的目的は、光散乱、光吸収またはその両方であり得る。有用な大きさは、粒子が周りを囲むカプセルよりも小さい限り、１ｎｍ〜約１００μｍの範囲であり得る。好適な実施形態において、電気泳動粒子の濃度は、懸濁（すなわち、電気泳動）液の濃度と実質的に一致し得る。本明細書中で定義されるように、懸濁液は、懸濁液と粒子との間の相対的な濃度の差が約０ｇ／ｍｌ〜約２ｇ／ｍｌの場合、粒子の濃度と「実質的に一致する」濃度を有する。この差は好適には、約０ｇ／ｍｌ〜約０．５ｇ／ｍｌである。
【００６０】
粒子に有用なポリマーは、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  Ｅｌａｖａｘ樹脂（エチレン酢酸ビニルコポリマー）、ポリエステル、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、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）、ならびにＰＭＭＡを含むが、これらに限定されない。高せん断（ｈｉｇｈ  ｓｈｅａｒ）溶融液におけるホモポリマー／顔料の相分離に有用な材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリスチレン、ポルブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリメタクリル酸ラウリル、ポリメタクリル酸ステアリル、ポリメタクリル酸イソボルニル、ポリ−ｔ−メタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、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を含むが、これらに限定されない。市販のいくつかの有用な顔料／ポリマー複合体として、プロセスマゼンタＰＭ１７７６（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）、メチルバイオレットＰＭＡＶＭ６２２３（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）、およびナフトールＦＧＲ  ＲＦ６２５７（Ｍａｇｒｕｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６１】
顔料／ポリマー複合体は、物理的プロセス（例えば、アトリションもしくはボールミリング）、化学的プロセス（例えば、マイクロカプセル化もしくは分散重合）、または粒子製造の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。下記の非限定的な例から、粒子の製造および帯電の両方のためのプロセスおよび材料は概して、液体トナーまたは浸漬現像液（ｌｉｑｕｉｄ  ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）の分野から導入されると理解され得る。従って、現像液に使用される公知の任意のプロセスは特に、しかし排他的でなく、関連性がある。
【００６２】
新しく有用な電気泳動粒子はさらに発見され得るが、電気泳動ディスプレイおよび液体トナーの分野の当業者にすでに公知の多くの粒子もまた、有用だと分っている。一般的に、液体トナーおよびカプセル化された電気泳動インキについてのポリマー要件は、顔料または染料を、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それらの中に容易に組み込まれなければならず、コロイドの安定性を補助し得、ならびに、帯電サイト（ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｓｉｔｅ）を含み得るかまたは帯電サイトを含む材料を組み込むことが可能であるという点で類似している。液体トナー産業が必要とする１つの一般的な要件であって、カプセル化された電気泳動インキによって共有されない要件は、トナーが、画像を「固定」させる（すなわち、一緒に熱融合して、トナー粒子の堆積の後に一様な膜を創造する）ことが可能である必要があることである。
【００６３】
粒子の典型的な製造技術は、液体トナーおよび他の分野から導入され、ボールミリング、アトリション、ジェットミリングなどを含む。プロセスは、顔料ポリマー粒子の場合について示される。このような場合、粒子は概して、スクリュー押出器などのなんらかの高せん断機構によって、ポリマーに混合される。複合材料は次いで、約１０μｍの初期サイズに粉砕される（ウェットまたはドライ）。複合材料は次いで、付随的にいくつかの荷電制御剤（単数または複数）と共に、例えば、ＩＳＯＰＡＲ（Ｒ）（Ｅｘｘｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）などのキャリア液内に分散され、高せん断で数時間、最終粒子サイズおよび／またはサイズ分配になるまで製粉される。
【００６４】
液体トナーの分野から導入される粒子の別の製造技術は、ポリマー、粒子、および懸濁液を媒体ミルに加えることである。ミルが開始され、同時に、ポリマーが溶媒と共に実質的に膨張する温度になるまで加熱される。この温度は典型的には、１００℃に近い。この状態において、粒子は、膨張ポリマー内に容易にカプセル化される。適切な時間（典型的には、数時間）の後に、ミルは、攪拌する間に、徐々に冷却され室温に戻される。ミリングはしばらく続けられ得て、粒子を十分に小さな粒子サイズ（典型的には、直径が数ミクロン）にする。帯電剤は、この時に加えられ得る。付随的に、さらなる懸濁液が加えられ得る。
【００６５】
分散重合、ミニ乳濁液もしくはマイクロ乳濁液の重合、懸濁重合沈殿、相分離、溶媒蒸着、インサイチュー重合、接種された乳濁液重合、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などの化学プロセスが使用され得る。この種類の典型的なプロセスは、溶媒から溶媒希釈、蒸着、または熱変化を介して分散した粒子の表面上に溶解ポリマー材料が沈殿する相分離プロセスである。他のプロセスは、例えば、金属酸化物または染料によって、ポリマーラテックスを染色する化学的手段を含む。
【００６６】
（Ｂ．懸濁液）
粒子を含む懸濁液は、濃度、屈折率および溶解度などの特性に基づいて選択され得る。好適な懸濁液は、低い誘電定数（約２）、高い体積抵抗率（約１０＾１５ｏｈｍ−ｃｍ）、低い粘度（５ｃｓｔより低い）、低い毒性および環境影響、低い水溶性（１０ｐｐｍより低い）、高い比重（１．５より高い）、高い沸点（９０℃より高い）、ならびに低い屈折率（１．２より低い）を有する。
【００６７】
懸濁液の選択は、化学的不活性、電気泳動粒子との濃度の一致、または電気泳動粒子およびその周りを囲むカプセルの化学的安定性の問題に基づき得る。粒子を移動させたい場合、液体の粘度は低い必要がある。懸濁液の屈折率はまた、粒子の屈折率に実質的に一致し得る。本明細書中で使用されるように、懸濁液の屈折率は、それぞれの屈折率の差が約０〜０．３（好適には、約０．０５〜約０．２）の場合、粒子の屈折率に「実質的に一致する」。
【００６８】
さらに、いくつかのポリマーについては、懸濁液が貧溶媒であるように選択され得、これにより、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材料の範囲が拡大するため、マイクロ粒子を製造する際の使用に有用である。ハロゲン化有機溶媒、飽和線形（ｓａｔｕｒａｔｅｄ  ｌｉｎｅａｒ）または分枝炭化水素、シリコーン油、および低分子量のハロゲンなどの有機溶媒を含むポリマーが、有用な懸濁液の一例として挙げられる。懸濁液は、単一の液体を含み得る。しかし、液体はしばしば、化学特性および物理特性を調整するために、１つ以上の液体の混合液である。さらに、液体は、電気泳動粒子または周りを囲むカプセルの表面のエネルギーまたは電荷を改変するために、表面改質剤（ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）を含み得る。マイクロカプセル化プロセスのための反応体または溶媒（例えば、油溶性モノマー）もまた、懸濁液に含まれ得る。荷電制御剤もまた、懸濁液に加えられ得る。
【００６９】
有用な有機溶媒は、例えば、デカンエポキシドおよびドデカンエポキシドなどのエポキシド、例えば、シクロヘキシルビニルエーテルおよびＤｅｃａｖｅ（Ｒ）（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌａｖｏｒｓ  ＆  Ｆｒａｇｒａｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ））などのビニルエーテル、ならびに例えば、トルエンおよびナフタレンなどの芳香族炭化水素を含むが、これらに限定されない。有用なハロゲン化有機溶媒は、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、四塩化炭素を含むが、これらに限定されない。これらの材料は、高い濃度を有する。有用な炭化水素は、ドデカン、テトラデカン、脂肪族炭化水素（例えば、Ｉｓｏｐａｒ（Ｒ）シリーズ（Ｅｘｘｔｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）、Ｎｏｒｐａｒ（Ｒ）（通常のパラフィン系液体のシリーズ）、Ｓｈｅｌｌ−Ｓｏｌ（Ｒ）（Ｓｈｅｌｌ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）およびＳｏｌ−Ｔｒｏｌ（Ｒ）（Ｓｈｅｌｌ）のもの）、ナフサ、および他の石油系溶剤を含むが、これらに限定されない。これらの材料は、概して、低い濃度を有する。シリコーン油の有用な例は、オクタメチルシクロシロキサンおよびより高い分子量の環状シロキサン、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を含むが、これらに限定されない。これらの材料は概して、低い濃度を有する。有用な低分子量のハロゲンを含むポリマーは、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（Ｒ）（Ａｕｓｉｍｏｎｔ，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪのフッ化前のエーテル）、またはＤｕｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）のＫｒｙｔｏｘ（Ｒ）を含むが、これらに限定されない。好適な実施形態において、この懸濁液は、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマーである。特に好適な実施形態において、このポリマーは、約２〜約１０の重合度を有する。上記の材料の多くは、粘度、濃度および沸点の範囲で利用可能である。
【００７０】
液体は、カプセルが形成される前に、小さな液滴として形成できる必要がある。小さな液滴を形成するプロセスは、貫流ジェット、膜、ノズル、またはオリフィス、およびせん断型乳化スキーム（ｓｈｅａｒ−ｂａｓｅｄ  ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅｓ）を含む。小さな液滴の形成は、電場または音場によって助けられ得る。界面活性剤およびポリマーは、乳濁液型のカプセル化の場合、液滴の安定化および乳化を行う補助をするために使用され得る。本発明のディスプレイに使用するために好適な界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウムである。
【００７１】
懸濁液が光吸収性の染料を含むことは、いくつかのディスプレイにおいて有利であり得る。この染料は、液体に可溶である必要があるが、カプセルの他の成分に通常は不溶である。染料材料の選択は、非常に自由度が高い。染料は、純粋な化合物であり得るか、または黒を含む特定の色を得るための染料の混合液であり得る。染料は蛍光であり得、それにより、蛍光特性が粒子の位置に依存するディスプレイが製造される。染料は光活性であり得、別の色に変化するか、または可視光線もしくは紫外線のいずれかを照射すると無色になる。このことは、光学反応を得るための別の手段を提供する。染料はまた、重合可能であり得、周りを囲むシェルの中に固体吸収ポリマーを形成する。
【００７２】
多くの染料が、カプセル化された電気泳動ディスプレイに使用するために選択され得る。ここで重要な特性は、耐光度、懸濁液における溶解度、色および費用を含む。これらは概して、アゾ、アントラキノンおよびトリフェニルメタン型染料の種類のものであり、化学的に改変され得て、油相（ｏｉｌ  ｐｈａｓｅ）における溶解度を増加し、粒子の表面による吸収を低減する。
【００７３】
電気泳動ディスプレイの分野の当業者にすでに公知である多くの染料は、有用であると分かっている。有用なアゾ染料は、オイルレッド染料、ならびにスダンレッドおよびスダンブラックのシリーズの染料を含むが、これらに限定されない。有用なアントラキノン染料は、オイルブルー染料、およびマクロレックス（Ｍａｃｒｏｌｅｘ）ブルーシリーズの染料を含むが、これらに限定されない。有用なトリフェニルメタン染料は、ミヒラーのハイドロール、マラカイトグリーン、クリスタルバイオレットおよびオーラミンＯを含むが、これらに限定されない。
【００７４】
（Ｃ．荷電制御剤および粒子安定剤）
荷電制御剤は、電気泳動粒子に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ぎ、電気泳動粒子がカプセルの壁の上に不可逆的に堆積することを防ぐために使用される。いずれの成分も、分子量の広い範囲にわたる材料（例えば、低い分子量、オリゴマーまたはポリマー）を使用して製造され得、純粋体または混合体であり得る。詳細には、適切な荷電制御剤は概して、液体トナーの技術から適応される。液体トナー、電気泳動ディスプレイ、非水性塗料の散乱、およびエンジンオイル混合剤の分野で概して公知なように、粒子表面荷電の改変および／または安定化を行うために使用される荷電制御剤が適用される。これらの全ての分野において、帯電種（ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｓｐｅｃｉｅｓ）が非水溶性媒体に加えられて、電気泳動移動度を増加させ得るか、または静電の安定性を増加させ得る。材料は、立体安定性も改善し得る。選択的イオン吸収、プロトン移行およびコンタクト電化を含む帯電の異なる理論が仮定される。
【００７５】
オプションの荷電制御剤または荷電導子（ｃｈａｒｇｅ  ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が使用され得る。これらの成分は典型的には、低い分子量の界面活性剤、ポリマー剤、または１つ以上の成分の混合液を含み、安定化させるか、または、他の場合、電気泳動粒子上の荷電の信号および／または大きさを改変する役割を果たす。顔料自体の帯電特性は、粒子の酸性または塩基性の表面特性、キャリア樹脂の表面（もしあれば）の上で行われ得る帯電サイト、またはこの２つの組み合わせを考慮に入れることで説明され得る。関連性があり得るさらなる顔料特性は、粒子サイズ分配、化学組成、および耐光性である。液体トナー、電気泳動ディスプレイ、非水性塗料の散乱、およびエンジンオイル混合剤の分野で概して公知なように、粒子表面荷電の改変および／または安定化を行うために使用される荷電制御剤が適用される。これらの全ての分野において、帯電種が非水溶性媒体に加えられて、電気泳動移動度を増加させ得るか、または静電の安定性を増加させ得る。材料は、立体安定性も改善し得る。選択的イオン吸収、プロトン移行およびコンタクト電化を含む帯電の異なる理論が仮定される。
【００７６】
荷電補助剤も加えられ得る。これらの材料は、荷電制御剤または荷電導子の効力を増加させる。荷電補助剤は、ポリヒドロキシ化合物またはアミノアルコール化合物であり得、これらは、懸濁液中に少なくとも２重量％の量だけ可溶であることが好ましい。少なくとも２つのヒドロキシ類を含むポリヒドロキシ化合物の例は、エチレングリコール、２、４、７、９−テトラメチル−デシネ（ｄｅｃｙｎｅ）−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、グリセロールトリス（１２−ヒドロキシステアリン酸）、モノヒドロキシステアリン酸プロピレングリセロール、およびモノヒドロキシステアリン酸エチレングリコールを含むが、これらに限定されない。同じ分子内に少なくとも１つのアルコール機能および１つのアミン機能を含むアミノアルコール化合物の例は、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、およびテトラキス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミンを含むが、これらに限定されない。荷電補助剤は好適には、粒子の質量が約１ｍｇ／ｇ〜約１００ｍｇ／ｇ（さらに好適には、約５０ｍｇ／ｇ〜約２００ｍｇ／ｇ）の量で懸濁液内にある。
【００７７】
粒子の表面もまた、分散体を補助するために化学的に改変され得て、例えば、表面の荷電を改善し、分散体の安定性を改善する。表面の改質剤は、有機シロキサン、有機ハロゲンシランおよび他の機能的なシランカップリング剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｒ）Ｚ−６０７０，Ｚ−６１２４，および３  ａｄｄｉｔｉｖｅ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）、有機チタン酸塩およびジルコン酸塩（Ｔｙｚｏｒ（Ｒ）ＴＯＴ，ＴＢＴ，およびＴＥ  Ｓｅｒｉｅｓ，ＤｕＰｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、ハイドロフォービング（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｎｇ）剤（例えば、ロングチェーン（Ｃ１２〜Ｃ５０）アルキルおよびアルキルベンゼルスルホン酸、脂肪アミンまたはジアミン、ならびにそれらの塩または四元の誘導体）、ならびに粒子の表面に共有結合され得る両親媒性ポリマーを含む。
【００７８】
概して、帯電は、連続する相の中に存在するいくつかの成分と、粒子表面の中に存在するいくつかの成分との間の酸塩基の反応の結果として生じると考えられている。従って、有用な材料は、このような反応か、または当該分野で公知な任意の他の帯電反応に関与可能な材料である。
【００７９】
異なる種類の有用な荷電制御剤を非限定的に挙げると、有機硫酸塩またはスルホン酸塩、金属石鹸、ブロックまたはコームのコポリマー、有機アミド、有機ツビッターイオン、ならびに有機リン酸塩およびホスホン酸塩（ｐｈｏｓｐｈｏｎａｔｅｓ）がある。有用な有機硫酸塩およびスルホン酸塩は、ビス（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、石油スルホン酸カルシウム、中性または塩基性のジノニルナフタレンスルホン酸バリウム、中性または塩基性のジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、およびラウリル硫酸アンモニウムを含むが、これらに限定されない。有用な金属石鹸は、塩基性または中性のペトロネート（ｐｅｔｒｏｎａｔｅ）バリウム、ペトロネートカルシウム、ナフテン酸のコバルト、カルシウム、銅、マンガン、ニッケル、亜鉛および鉄の塩、ステアリン酸のバリウム、アルミニウム、亜鉛、銅、鉛および鉄の塩、二価および三価の金属カルボン酸塩（例えば、トリステアリン酸アルミニウム、オクタン酸アルミニウム、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、オクタン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ナフテン酸鉄、およびナフテン酸亜鉛）、マンガンおよび亜鉛のヘプタン酸、ならびにバリウム、アルミニウム、コバルト、マンガンおよび亜鉛のオクタン酸を含むが、これらに限定されない。有用なブロックまたはコームのコーポリマーは、（Ａ）メチル−ｐ−トルエンスルホン酸と共に四元化（ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄ）されている２−（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノエチルメタクリル酸ポリマーと（Ｂ）ポリ−２−エチルヘキシルメタクリル酸とのＡＢジブロックコポリマー、ならびに、油溶性のポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）の尾（ｔａｉｌ）を有し、約１８００の分子量であり、ポリ（メタクリル酸メチル−メタクリル酸）の油溶性のアンカーグループ上に垂れ下がっているコームグラフト（ｃｏｍｂ  ｇｒａｆｔ）コポリマーを含むが、これらに限定されない。有用な有機アミドは、ＯＬＯＡ３７１および１２００などのポリイソブチレンスクシンイミド、ならびにＮ−ビニルピロリドンポリマーを含むが、これらに限定されない。有用な有機ツビッターイオンは、レシチンを含むが、これに限定されない。有用な有機リン酸塩およびホスホン酸塩は、飽和および不飽和の酸置換基を有するリン酸塩含有のモノグリセリドおよびジグリセリドのナトリウム塩を含むが、これらに限定されない。
【００８０】
粒子分散安定剤は、粒子が凝結するか、またはカプセルの壁に取り付くことを防ぐために加えられ得る。電気泳動ディスプレイにおいて懸濁液として使用される典型的な高抵抗率の液体として、非水性の界面活性剤を使用し得る。これらは、グリコールエーテル、アセチレン酸（ａｃｅｔｙｌｅｎｉｃ）グリコール、アルカノールアミド、ソルビトール誘電体、アルキルアミン、四級アミン（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ａｍｉｎｅ）、イミダゾリン、ジアルキル酸化物、およびスルホコハク酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【００８１】
（Ｄ．カプセル化）
カプセル化の歴史は長く豊かであり、カプセルを生成する際に有用であると分かっているプロセスおよびポリマーは多数ある。内部相のカプセル化は、多数の異なる方法によって行われ得る。マイクロカプセル化のための多数の適切な手順は、「Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，（Ｉ．Ｅ．Ｖａｎｄｅｇａｅｒ，ｅｄ．），Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ（１９７４）と、Ｇｕｔｃｈｏの「Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」，Ｎｕｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．，Ｐａｒｋ
Ｒｉｄｇｅ  Ｎ．Ｊ．（１９７６）との両方に詳述される。プロセスは、いくつかの一般的なカテゴリーに分類され、その全カテゴリーが本発明に適用され得る。その全カテゴリーとして、界面重合、インサイチュー重合、共押出しプロセスおよび他の相分離プロセスなどの物理的プロセス、液内硬化、ならびに純粋／混合コアセルベーションが挙げられる。
【００８２】
多数の材料およびプロセスが、本発明のディスプレイの調合を行う際に有用だと分かっている。純粋コアセルベーションプロセスに有用な材料は、ゼラチン、ポリビニルアルコール、酢酸ポリビニル、およびカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体を含むが、これらに限定されない。混合コアセルベーションプロセスに有用な材料は、ゼラチン、アラビアゴム、カラギーナン（ｃａｒａｇｅｅｎａｎ）、カルボキシメチルセルロース、加水分解された無水スチレンコポリマー、寒天、アルギナート、カゼイン、アルブミン、無水コマレイン酸（ｃｏ−ｍａｌｅｉｃ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）メチルビニルエーテル、およびフタル酸セルロースを含むが、これらに限定されない。相分離プロセスに有用な材料は、ポリスチレン、ＰＭＭＡ、メタクリル酸ポリエチル、メタクリル酸ポリブチル、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ルを含むが、これらに限定されない。インサイチュー重合プロセスに有用な材料は、アルデヒド、メラミン、または尿素およびホルムアルデヒドを有するポリヒドロキシアミド、メラミンまたは尿素およびホルムアルデヒドの凝縮液の水溶性オリゴマー、ビニルモノマー（例えば、スチレン、ＭＭＡおよびアクリロニトリル）を含むが、これらに限定されない。最後に、界面重合プロセスに有用な材料は、セバコイル（ｓｅｂａｃｏｙｌ）、脂肪（ａｄｉｐｏｙｌ）、およびジアミンもしくはポリアミン、またはジアルコールもしくはポリアルコールなどのジアシル塩化物、ならびにイソシアネートを含むが、これらに限定されない。有用な乳濁液重合材料は、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸ブチル、ｔ−ブチルアクリル酸、メタクリル酸メチルおよびメタクリル酸ブチルを含み得るが、これらに限定されない。
【００８３】
生成されたカプセルは、硬化性キャリアー内に分散され得、それにより、従来の印刷およびコーティングの技術を用いて、大きくて任意に変形または湾曲を施された表面に印刷またはコーティングを行い得るインキが得られる。
【００８４】
本発明の文脈において、当業者は、所望のカプセル特性に基づいて、カプセル化を行う手順と、壁の材料とを選択する。これらの特性は、カプセルの半径の分布と、カプセル壁の電気特性、力学特性、拡散特性および光学特性と、カプセルの内部相の化学的安定性とを含む。
【００８５】
カプセル壁は概して、高い電気抵抗を有する。比較的抵抗の低い壁を使用することも可能であるが、それにより、比較的高いアドレッシング電圧を必要とする性能が制限され得る。カプセル壁はまた、力学的に強くある必要がある（しかし、完成したカプセルパウダーが、コーティングのために硬化性ポリマーバインダ内に分散される場合は、力学的強度はそれほど重要でない）。カプセル壁は概して、多孔質であるべきでない。しかし、多孔質なカプセルを生成するカプセル化手順を用いることが望まれる場合、それらは、次の処理工程（すなわち、第２のカプセル化）においてオーバーコーティングされ得る。さらに、カプセルが硬化性バインダ内に分散される場合、バインダは、孔を閉じる役割を果たす。カプセル壁は、光学的にクリアであるべきである。しかし、壁の材料は、カプセルの内部相の屈折率（すなわち、懸濁液）か、またはカプセルが分散されるバインダに一致するように選択され得る。いくつかのアプリケーション（例えば、２つの固定された電極の間への挿入（ｉｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ））において、単分散されたカプセルの半径が望ましい。
【００８６】
カプセル化の手順は、陰荷電されカルボキシル置換された直鎖炭化水素の高分子電解質材料がある状態の、油／水の乳濁液の水性相における尿素とホルムアルデヒドとの間の重合を含む。得られるカプセル壁は、内部相を別個に封入する尿素／ホルムアルデヒドコポリマーである。カプセルは、クリアで、力学的に強く、そして良好な抵抗力特性を有する。
【００８７】
インサイチュー重合に関連する技術は、水性環境において、電気泳動成分（すなわち、顔料粒子の懸濁を含む誘電性の液体）を分散させることによって形成される油／水の乳濁液を利用する。モノマーは、重合されて、水性相に対してではなく内部相に対してより高い結合性を有するポリマーを形成し、それにより、乳化された油性の液滴の周りに凝縮する。インサイチュー重合プロセスの中で特に有用なプロセスの１つは、ポリ（アクリル酸）がある状態の、尿素およびホルムアルデヒドの凝縮プロセスである（例えば、米国特許第４，００１，１４０号を参照）。他の有用なプロセスにおいて、水溶液内で運ばれる任意の様々な架橋剤が、微視的な油性の液滴の周りに堆積される。このような架橋剤（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）は、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）、ミョウバン、ジルコニウム塩、およびポリイソシアン酸塩を含む。米国特許第４，００１，１４０号および第４，２７３，６７２号の開示内容全体を、本明細書中、参考として援用する。
【００８８】
コアセルベーションのアプローチもまた、油／水の乳濁液を利用する。水性相の中から１つ以上のコロイドがコアセルベート（すなわち、凝集）され、温度、ｐＨおよび／または相対濃度の制御の下、油性の液滴の周りにシェルとして堆積されて、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切な材料は、ゼラチンおよびアラビアゴムを含む。
【００８９】
界面重合のアプローチは、電気泳動成分の中に油溶性モノマーが存在することに依存し、これもまた、水性相の中に乳濁液として存在する。分疎水性（ｍｉｎｕｔｅ  ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）の液滴内のモノマーは、水性相内に導入されるモノマーに反応し、液滴と周囲の水性媒体との間の界面で重合して、液滴の周りにシェルを形成する。得られる壁は比較的薄く、透水性であり得るが、このプロセスは、他のいくつかのプロセスが必要とする高温の特性を必要とせず、従って、誘電性の液体を選択することに関して非常に自由度が高い。
【００９０】
コーティング補助は、コーティングまたは印刷が施された電気泳動インキ材料の一様性および性質を改善するために使用され得る。湿潤剤は、典型的には、コーティング／基板の界面における界面張力の調整、および液体／気体の表面張力を調整するために加えられる。湿潤剤は、陰イオンおよび陽イオンの界面活性剤、ならびに、シリコーンまたはフルオロポリマーベースの材料などの非イオン化学種を含むが、これらに限定されない。分散剤は、カプセルとバインダとの間の界面張力を改変するために使用され得、凝集および粒子沈殿の制御を行う。
【００９１】
表面張力の改質剤が、気体／インキの界面張力を調整するために加えられ得る。
このようなアプリケーションにおいて、ポリシロキサンが典型的に使用されて、コーティングに伴う他の欠陥を最小にする一方で、表面の均一性を改善する。表面張力の改質剤は、フッ化界面活性剤（例えば、ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）のＺｏｎｙｌ（Ｒ）シリーズ、３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）のＦｌｕｏｒｏｄ（Ｒ）のシリーズ、およびＡｕｔｏｃｈｅｍ（Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ，ＮＪ）のフルオロアキル（ｆｌｕｏｒｏａｋｙｌ）シリーズ）、Ｕｎｉｏｎ
Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）のＳｉｌｗｅｔ（Ｒ）などのシロキサン、ならびにポリエトキシおよびポリプロポキシのアルコールを含むが、これらに限定されない。インキ内から表面への気体の流れを促進して、コーティング表面における泡の破裂を促進するために、シリコーンおよびシリコーンフリー（ｓｉｌｉｃｏｎｅ−ｆｒｅｅ）ポリマー材料などの消泡剤を加えてもよい。他の有用な消泡剤は、グリセリルエステル、多価アルコール、混合された消泡剤（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とケイ酸との化合によって生成されるシリコーン消泡剤を含むが、これらに限定されない。紫外線吸収剤および酸化防止剤などの安定剤もまた、インキの寿命を増長させるために加えられ得る。
【００９２】
コーティング粘度および発泡などの特性を制御するための他の添加剤もまた、コーティング液内で使用され得る。安定剤（紫外線吸収剤、酸化防止剤）および他の添加剤は、実際の材料において有用であると分かっている。
【００９３】
（Ｅ．バインダ材料）
バインダは、カプセルのサポートおよび保護し、且つ、カプセル分散体に電極材料を結合させる不導体で粘着性の媒体として使用される。バインダは、様々な形式および化学的種類として利用可能である。それらの中には、水溶性ポリマー、水保有（ｗａｔｅｒ−ｂｏｒｎｅ）ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化および熱可塑性のポリマー、ならびに放射硬化ポリマーが含まれる。
【００９４】
水溶性ポリマーとして、様々な多糖類、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（Ｒ）化学種（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）、およびポリ−２−ヒドロキシアクリル酸エチルが挙げられる。
【００９５】
水分散されたシステムまたは水保有システムは概して、ラテックス組成物であり、Ｎｅｏｒｅｚ（Ｒ）およびＮｅｏｃｒｙｌ（Ｒ）樹脂（Ｚｅｎｅｃａ  Ｒｅｓｉｎｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）、Ａｃｒｙｓｏｌ（Ｒ）（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、Ｂａｙｈｙｄｒｏｌ（Ｒ）（Ｂａｙｅｒ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）、ならびにＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗｅｓｔ  Ｐａｔｅｒｓｏｎ，ＮＪ）ＨＰ  ｌｉｎｅに代表される。これらは概して、ポリウレタンのラテックスであり、場合によっては、アクリル、ポリエステル、ポリカーボネットまたはシリコーンの１つ以上と混合され、それぞれは、最終的な硬化樹脂に特性の特定のセットを与える。特性の特定のセットは、ガラス転移温度、「粘着力」の度合、軟度、清澄性、可撓性、透水性および耐溶剤性、延長係数および引張り強さ、熱可塑性フロー、ならびに固形レベルによって規定される。いくつかの水保有システムは、反応性モノマーと混合され得、より複雑な樹脂を形成するように触媒作用を及ぼし得る。いくつかの水保有システムはさらに、例えば、カルボキシル基に反応するアジリジンなどの交差結合試液を使用して、交差結合され得る。
【００９６】
水保有樹脂および水性カプセルの典型的なアプリケーションが下に記される。粒子の容積を低速で遠心分離して、過剰水を分離する。所定の遠心分離プロセス（例えば、６０ｘｇにおいて１０分間）の後、水部分が上部にある一方で、カプセルは、遠心分離管の底部で発見される。水部分は、（デカンティングまたはピペッティングによって）慎重に除去される。残りのカプセルの質量が計測され、樹脂の質量がカプセルの重量の８分の１〜１０分の１になるように樹脂の質量が加えられる。この混合体は、振動ミキサーの上で、約３０分間、静かに混ぜられる。約３０分後、混合体は、適切な基板の上にコーティング可能になる。
【００９７】
熱硬化システムは、エポキシ族（ｆａｍｉｌｙ  ｏｆ  ｅｐｏｘｙ）によって例証される。これらの二元系（ｂｉｎａｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）は、粘度が大きく異なり得、この対の反応性が混合体の「可使時間」を決定する。可使時間がコーティング作用を可能とする程に十分に長ければ、カプセルは、樹脂の硬化および固化が行われる前のコーティングプロセスにおいて、規則正しい配置でコーティングされ得る。
【００９８】
熱可塑性ポリマーは、多くの場合ポリエステルであり、高温で溶解される。この種類の生成物（ｐｒｏｄｕｃｔ）の典型的なアプリケーションは、ホットメルトグルーである。耐熱性のカプセルの散乱は、このような媒体内にコーティングされ得る。凝固プロセスは冷却中に始まり、最終的な硬度、清澄性および可撓性は、ポリマーの分枝および分子の重量の影響を受ける。
【００９９】
油または溶媒に可溶なポリマーは多くの場合、水自体は明らかに除外した、水保有システムと組成が類似する。溶媒システムのための調合物は広範囲であり、溶媒の選択およびポリマーの溶解度によってのみ制限される。溶媒ベースのシステムにおける大きな問題は、カプセル自体の生存能力（ｖｉａｂｉｌｉｔｙ）であり、カプセル壁の結合性が溶媒によって傷つけられることはあり得ない。
【０１００】
放射硬化樹脂は概して、溶媒ベースのシステムの中で発見される。カプセルは、このような媒体内で分散され得、コーティングされ得、次いで樹脂は、長波または短波のいずれかの紫外線放射の閾値レベルに定時に（ｔｉｍｅｄ）照射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のように、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の重量によって決定される。
【０１０１】
しかし、多くの「水に還元可能な」モノマーおよびオリゴマーが市販されている。最も厳密な意味で言うと、それらは水溶性でないが、水は低い濃度でも利用可能な希釈剤であり、混合体内で比較的容易に分散され得る。このような場合、水は、粘度（最初は、数千〜数十万センチポイズ）を減少するために使用される。タンパク質または多糖類の材料から生成される水ベースのカプセルは、例えば、粘度を十分に減少し得るという条件で、このような媒体内で分散され得、コーティングされ得る。このようなシステム内で行われる硬化は概して、紫外線放射によるものである。
【０１０２】
本発明が、特定の好適な実施形態を参照して詳細に示され、説明されたが、添付の請求項によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書中、形態および詳細の様々な変更が行われ得ることは、当業者によって理解されるべきである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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