(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを製造する方法であって、該方法は、
（ａ）有機半導体層を提供すること
を包含し、
該方法は、
（ｂ）ゲート電極の一部のみの上に反応性種を堆積することと、
（ｃ）該反応性種を該ゲート電極の該一部と反応させて、誘電体層を形成することと
（ｄ）該ゲート電極を該有機半導体層の上に積層または堆積することであって、該誘電体層は、該有機半導体層と該ゲート電極との間に配置される、ことと
を特徴とする、方法。
【請求項２】
有機半導体層を提供することを包含する半導体デバイスを製造する方法であって、該方法は、ゲート電極の表面のみを放射に露光し、誘電体層を形成し、そして該ゲート電極を該有機半導体層の上に積層または堆積することであって、該誘電体層は、該有機半導体層と該ゲート電極との間に配置される、ことを特徴とする、方法。
【請求項３】
ゲート電極（５４０）に隣接する有機半導体層（５１０）を提供することを包含するトランジスタを製造する方法であって、
該方法は、
電気化学的セル（５００）を提供することであって、該ゲート電極（５４０）は電気化学的セル（５００）の電極である、ことと、
該ゲート電極（５４０）の表面のみに電圧を印加して、電気化学的反応により該ゲート電極（５４０）の該表面にゲート誘電体（５３０）を形成することと
を特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、１９９９年４月９日に出願されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．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Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６０／１４４，９４３および１９９９年８月１０日に出願されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６０／１４７，９８９の仮出願の優先権を主張する。これらの出願はそのすべての内容が本明細書中で参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、一般に半導体デバイスの製造に関し、より詳細には、有機材料ベースの電子デバイス中の有機層の製造時における保護に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
溶媒ベースのインクの使用によってポリマー基板上にすべてプリントされたバックプレーンの製造は、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（例えば、巻きディスプレイ（ｒｏｌｌｅｄ  ｄｉｓｐｌａｙ）、安価な大面積ディスプレイ、織物に組み込まれたディスプレイ、および紙の代替物として）の可能性のある用途は数多く存在する。不運なことに、インク材料中の溶媒は、典型的には既に堆積した有機層またはポリマー基板を攻撃する。この攻撃は、層の相互の混合などにより、有機層または有機層と他の層との界面にダメージを与えることになり得る。
【０００４】
特に、有機半導体とゲート誘電体との間の界面は、有機物ベースの薄膜トランジスタ（“ＯＴＦＴ”）の性能に対して重要である。半導体をパターニングするために使用される溶媒は有機誘電体にダメージを与え得るが、有機誘電体の堆積には有機半導体にダメージを与える溶媒の使用が必要であり得る。さらに、標準的な清浄用溶媒（例えば、アセトンおよびイソプロパノール）は、有機界面に影響し得る。溶媒耐性の材料を使用しようとすると、ＯＴＦＴの形成に適用可能な材料の選択が大きく減少する。
【０００５】
必要とされることは、ポリマー基板上でＯＴＦＴの利点を実現することを支援するために、有機層への溶媒に起因したダメージを減少させる比較的簡単で、低コストの製造方法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
本発明は、溶媒に起因したダメージからＯＴＦＴ中の有機層を保護する方法を提供する。一つの実施形態では、誘電体層の形成時にダメージを与える溶媒の使用が避けられる。別の実施形態では、バリア層はダメージを与える溶媒から隣接する有機層を保護している。
【０００７】
有機半導体上に誘電体層を堆積するための溶媒ベースの化合物を使用するのではなく、その代わりにまず誘電体層の形成のための反応性層を使用する。反応性層は、有機半導体上に直接堆積され得るか、または例えばゲート電極上へ堆積され得、続いて反応性層上への有機半導体の堆積となり得る。次いで、半導体と反応性材料の化学反応により、誘電体層が形成する。このようにして、有機半導体にダメージを与え得る溶媒を使用することなく、ゲート誘電体を生成し得る。
【０００８】
有機半導体は種々のタイプの反応（例えば、酸化、還元、または異性化）を受け得る。有機半導体のいくつかの導体的挙動または半導体的挙動は、絶縁材料を形成させる反応性材料の位置に隣接する材料の一部において、十分に最小化され得る。
【０００９】
代替の実施形態において、電位化学的セルが有機半導体およびゲート電極界面において誘電体層を形成するために使用される。有機半導体とゲート電極との間に電圧を印加することで、有機半導体と界面に隣接するゲート電極材料との間で反応が起こり、その界面において誘電体層が形成する。
【００１０】
他の代替の実施形態において、有機半導体上に誘電体層を形成させるために放射が用いられる。電磁放射、好ましくは紫外線放射または電子ビーム照射によって、例えば有機半導体の表面領域の一部が絶縁材料に転換され得る。電子ビームを用いると、有機半導体の表面のうちの選択された領域が照射されて、パターン化された誘電体層を生成し得る。マスクおよび紫外照射光を使用すると、同様のパターン化された誘電体層が形成され得る。
【００１１】
代替の実施形態では、例えば他の有機層は同様に処理されて、ＴＦＴ中の層を不動態化または保護する誘電体層を形成し得る。さらにあるいは、有機導体ゲート電極は反応性層と反応して誘電体層を形成する。
【００１２】
一つの実施形態では、半導体デバイスを製造する方法は、以下のステップを包含する：ａ）有機半導体層を提供する工程；ｂ）有機半導体層の一部の上に反応性種を堆積する工程；およびｃ）反応性種を有機層の一部と反応させて誘電体層を形成する工程。
【００１３】
別の実施形態では、半導体デバイスを製造する方法は、以下のステップを包含する：ａ）有機半導体層を提供する工程；およびｂ）有機半導体層の表面を放射に曝して誘電体層を形成する工程。
【００１４】
別の実施形態では、トランジスタを製造する方法は、以下のステップを包含する：ａ）ゲート電極に隣接する有機半導体層を提供する工程；ｂ）ゲート電極が電気化学的セルの電極である電気化学的セルを提供する工程；およびｃ）ゲート電極に電圧を印加して、電気化学的反応によりゲート電極と有機半導体層との間にゲート誘電体を形成する工程。
【００１５】
代替の実施形態では、有機半導体層はバリア層の使用によって誘電体層の形成に用いられる溶媒から保護され得る。バリア層は、より一般的な保護を提供し得る。有機膜ベースのＴＦＴの製造時に、種々の界面は溶媒（例えば、プリンティングプロセスの使用に用いられるインク中の溶媒）に対してダメージを受けやすい。
【００１６】
ダメージを受けやすい界面は有機層（例えば、ポリマー基板、有機導体ゲート電極、有機誘電体層、有機半導体、有機導体ドレイン電極またはソース電極、および有機半導体において見られるもの）を含む界面である。溶媒耐性バリア層は、いくつかのこのような界面を保護するために使用され得る。
【００１７】
一つの実施形態では、電子デバイス中の有機層を保護する方法は、以下のステップを包含する：ａ）第１の有機層を提供する工程；ｂ）第１の有機層に隣接するバリア層を提供する工程であって、バリア層は溶媒に対して耐性がある；およびｃ）溶媒および第１の有機層に隣接する層形成材料を含む溶液または分散物を提供する工程。
【００１８】
バリア層は、一般に特定の溶媒に対して耐性を有するように選択される。バリア層の典型的な厚さは１０〜５０ｎｍであり、すなわちバリアが溶媒から保護されることが意図される有機層の約１０分の１の厚さである。有機材料または無機材料が使用されるが、すべてがプリンティングされた製造プロセスに適応するバリア材料は、ＴＦＴを製造するために低コストで、簡単であることが望ましい。このようなＴＦＴは、電気泳動ディスプレイデバイスにおける表示媒体を扱うアレイの使用に特定の有効性を持つ。
【００１９】
保護されるべき層の性質に依存して、バリア層は導体、絶縁体、または半導体であり得る。
【００２０】
好ましい実施形態および例示の実施形態に従って、本発明のさらなる利点とともに、本発明は添付の図面と関連して、以下の詳細な説明においてより詳細に説明される。
【００２１】
図面において、同じ参照符号は一般に異なる図面を通して同じ部位を示す。さらに、図面は必ずしも縮尺が考慮されているのではなく、一般に本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
半導体デバイスを製造する方法であって、
（ａ）有機半導体層を提供するステップと、
（ｂ）該有機半導体層の一部分の上に反応性種を堆積するステップと、
（ｃ）該有機層の該一部分と該反応性種とを反応させることにより、誘電層体層を形成するステップと
を含む、方法。
（項目２）
反応させることは、酸化、還元または異性化のうちの１つを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記誘電体層は、ゲート誘電体層である、項目１に記載の方法。
（項目４）
ステップａ）は、
ａ１）ゲート電極を提供するステップと、
ａ２）該反応性種を該ゲート電極上に提供するステップと
をさらに含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記反応性種は、液体、固体または懸濁液のうちの１つを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記誘電体層は、薄膜トランジスタの絶縁層を含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
半導体デバイスは、電子ディスプレイをアドレッシングするための回路の一部分である、項目１に記載の方法。
（項目８）
半導体デバイスを製造する方法であって、
ａ）有機半導体層を提供するステップと、
ｂ）該有機半導体層の表面を放射に露光することにより、誘電体層を形成するステップと
を含む、方法。
（項目９）
前記放射は、電子ビームまたは電磁放射である、項目９に記載の方法。
（項目１０）
前記放射は、紫外線電磁放射である、項目１０に記載の方法。
（項目１１）
トランジスタを製造する方法であって、
ａ）ゲート電極に隣接する有機半導体層を提供するステップと、
ｂ）電気化学的セルを提供するステップであって、該ゲート電極は、該電気化学的セルの電極である、ステップと、
ｃ）該ゲート電極に電圧を印加して、電気化学的反応を引き起こすことにより、該ゲート電極と該有機半導体層との間にゲート誘電体を形成するステップと
を含む、方法。
（項目１２）
電子デバイス中の有機層を保護する方法であって、
ａ）第１の有機層を提供するステップと、
ｂ）該第１の有機層に隣接するバリア層を提供するステップであって、該バリア層は、溶媒に対して耐性である、ステップと、
ｃ）該溶媒と該第１の有機層に隣接する層形成材料とを含む溶液または分散物を提供するステップと
を含む、方法。
（項目１３）
前記第１の有機層は、ポリマー基板、半導体、誘電体、または導体のうちの１つを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１４）
前記溶液または分散物はインクを含み、
ｄ）該インクから第２の層を形成するステップであって、該第２の層は、半導体、導体または誘電体を含む、ステップ
をさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記溶液または分散物はインクを含み、
ｄ）該インクから第２の層を形成するステップであって、該第２の層は、半導体を含み、該半導体は、半導体の層の形成の際に、前記誘電体層の影響に起因する好適なドメイン構造を有する、ステップ
をさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記好適なドメイン構造は、大きなドメイン、好適な配向を有するドメイン、好適な向きを有するドメインのうちの１つ以上を含む、項目１６に記載の方法。
（項目１７）
ステップｃ）は、パターンニングステップである、項目１３に記載の方法。
（項目１８）
前記バリア層は、窒化ケイ素、ケイ酸、アルミナ、ポリ（メタ）アクリレート、ポリウレタン、またはポリビニルアルコールのうちの１つを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１９）
前記バリア層は、絶縁体、半導体または導体のうちの１つを含む、項目１３に記載の方法。
（項目２０）
前記バリア層の厚さは、前記第１の有機層のおよそ１０分の１である、項目１３に記載の方法。
（項目２１）
前記バリア層の厚さは、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である、項目１３に記載の方法。
（項目２２）
ステップ（ｂ）は、化学蒸着法、イオンミリング、スパッタリング、気相蒸着法、スピンコーティング、およびプリンティングを含むセットからの１つ以上によってバリア層を堆積するステップをさらに含む、項目１３に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】図１Ａは、作製の中間段階における、電子デバイスの実施形態の断面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、作製の後の段階における、図１ａの実施形態に対応する電子デバイスの断面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、作製の中間段階における、電子デバイスの実施形態の断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、作製の後の段階における、図２ａの実施形態に対応する電子デバイスの断面図を示す。
【図３】図３は、トランジスタの実施形態の断面図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、作製の中間段階における電子デバイスの実施形態の断面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、作製の後の段階における、図４ａの実施形態に対応する電子デバイスの断面図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、作製の中間段階における電子デバイスの実施形態の断面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、作製の後の段階における、図５Ａの実施形態に対応する電子デバイスの断面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、作製の中間段階における電子デバイスの実施形態の断面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、作製の後の段階における、図６Ａの実施形態に対応する電子デバイスの断面図を示す。
【図７】図７は、溶媒によりダメージを受けやすい界面を示す、トランジスタの実施形態の断面図を示す。
【図８】図８は、電子デバイスのバリア層の領域の部分の断面図である。
【図９】図９は、電気泳動ディスプレイデバイスの実施形態の断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、バリア層なしで形成したこと以外は図９の実施形態に対応するサンプルトランジスタについての、電流−電圧プロットである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、バリア層を備える、図９の実施形態に対応するサンプルトランジスタについての、電流−電圧プロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（発明の詳細な説明）
本発明は、有機半導体ベースのトランジスタのアレイを用いるディスプレイの製造に関する。本発明は、電気泳動ディスプレイ媒体を有するディスプレイの製造において特に使用し、製造時における有機層の溶媒の攻撃の問題を緩和する。誘電体層の形成についてまず説明し、続いて製造時の有機層の保護について説明する。
【００２４】
（Ｉ．有機半導体デバイス中の誘電体層を形成する方法）
図１Ａを参照すると、有機半導体層１１０が堆積され、続いて反応性種１２０が堆積される実施形態が示される。反応種１２０は、均一に堆積されてもよく、または有機半導体の所望の領域にパターン化されてもよい。反応性種１２０は、有機半導体と反応する種々の材料から選択される。この選択された材料は所望の反応のタイプ（例えば還元、酸化、または異性化）に依存する。
【００２５】
図１Ｂを参照すると、有機半導体１１０と反応性種１２０の反応後に、誘電体層１３０は、ほぼ先の反応性種１２０の位置に形成する。
【００２６】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、より詳細には、ボトムゲートキャパシタ構造が形成した実施形態が示される。この実施形態では、基板２５０が提供される。次いで、ゲート電極２４０が基板２５０上に形成される。反応性種２２０がゲート電極上に形成され、続いて反応性種２２０の上に有機半導体２１０が堆積する。反応性種２２０は、種々の手段（例えば、懸濁物、溶液、積層物、または既に製造された構成要素の堆積）によって、有機半導体２１０と接触するようになり得ることが理解されるべきである。
【００２７】
反応性種２２０と有機半導体２１０の反応後、誘電体層２３０は有機半導体２１０と反応性種２２０との間の界面に形成される。図２Ｂの実施形態では、誘電体層２３０はキャパシタに対するゲート誘電体として働く。
【００２８】
図３を参照すると、上記の方法を使用して形成されたトランジスタ３００の実施形態が示される。トランジスタ３００は、基板３５０、基板３５０によって支持されるゲート電極３４０、ゲート電極３４０と接触し、有機半導体３１０の一部と反応性層の前の反応により形成されるゲート酸化物３３０、有機半導体３１０と電気的に接触するソース電極３６０、および有機半導体３１０と接触するドレイン電極３７０を含む。
【００２９】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、有機半導体上に誘電体層を形成するための代替の方法が示される。図４Ａの実施形態において、有機半導体４１０および放射源４８０が提供される。製造時に、有機半導体４１０の一部が放射源４８０からの放射４８５に露光される。有機半導体４１０の露光された部分は、誘電体層４３０に転換される。放射４８５の種々の形態（例えば、電子ビームまたは電磁放射）が誘電体層４３０を形成するために使用され得る。紫外線電磁放射が放射の好ましい形態である。
【００３０】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、有機半導体上に誘電体層を形成するための他の代替の方法の実施形態が示される。図５Ａは、有機半導体５１０、有機半導体５１０と接触するゲート電極５４０、およびセル５００に電圧を印加するための電気リード線５９５を含む電気化学的セル５００の実施形態を示す。電気化学的セル５００における電圧の印加に応答して、ゲート電極５４０と有機半導体５４０との間に電流が流れ、そして有機半導体５１０の一部が誘電体層５３０へ転換される。
【００３１】
図６Ａおよび６Ｂを参照すると、上記の方法を使用して製造され得るトップゲートトランジスタの２つの代替の実施形態が示される。図６Ａに示される実施形態において、ソース電極６６０、ゲート電極６４０、およびドレイン電極６７０は、有機半導体層６１０によって支持される。ゲート酸化物層６３０は、誘電体層を形成するための上記の方法のうちの一つで形成される。図６Ｂの実施形態では、ソース電極６６０’およびドレイン電極６７０’が最初に基板６５０に接触して配置される。次いで、有機半導体６１０’が電極６６０’および６７０’、ならびに基板６５０の上に堆積される。最後に、ゲート電極６４０’は有機半導体６１０’によって支持され、ゲート酸化物が上記の方法のうちの一つによって再度形成される有機半導体６１０’との界面においてゲート電極６３０’を有する。
【００３２】
種々の代替が上記の方法の一般的な原理に入る。例えば、ゲート電極の一部は、有機半導体の一部の転換ではなく、誘電体層へ転換され得る。例えば、ゲート電極は有機導体から形成され得、有機導体の一部は誘電体層に転換され得る。
【００３３】
トップゲートトランジスタおよびボトムゲートトランジスタに関する種々の代替は、上記の製造法を有利に使用し得る。例えば、ボトムゲートトランジスタは、ゲート電極と基板の上に反応性材料を堆積し、続いて有機半導体で堆積または積層することによって製造され得る。次いで、有機半導体との反応性材料の反応は、有機半導体を有する基板の両方の界面、および半導体層を有するゲート電極の界面にある誘電体層をもたらす。あるいは、反応性材料は単にゲート電極上に堆積され得る。従来技術で見られるように、膜堆積およびパターニングに関する種々の方法が、トランジスタの製造において使用され得る。導電性ポリマー（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、およびＰＥＤＯＴ）がゲート電極として使用され得、そしてこれらの材料の膜の一部が、ＵＶまたは電子ビーム放射に曝されて誘電体へと変換され得る。
【００３４】
上記の方法は、特に電気泳動ディスプレイの形成に使用される。電気泳動ディスプレイの製造に関する方法および材料についてのさらなる詳細が、本明細書の後の記載において示される。
【００３５】
（ＩＩ．半導体デバイス中の有機層を保護する方法）
図７を参照すると、有機ベースの薄膜トランジスタ（“ＯＴＦＴ”）７００の一実施形態において、種々のダメージを受けやすい界面が示される。ＯＴＦＴ７００は以下を含む：ポリマー基板７５０；基板７５０と接触するゲート電極７４０；ゲート電極７４０および基板７５０の上に堆積された誘電体層；誘電体層７３０に支持されたドレイン電極７６０およびソース電極７７０；および誘電体層７３０に支持され電極７６０および７７０と電気的に接触する有機半導体７１０。ＯＴＦＴ７００の製造時において、種々の界面が溶媒（例えば、プリンティングプロセスの使用時に用いられるインク中の溶媒）に対してダメージを受けやすい。
【００３６】
図７に示されるように、ダメージを受けやすい界面は有機層を含む界面（例えば、基板７５０とゲート電極７４０の界面、誘電体層７３０と有機半導体７１０の界面、ドレイン電極７６０と有機半導体７１０の界面、ならびにソース電極７７０と有機半導体７１０の界面において見られる界面）である。
【００３７】
好ましい実施形態では、基板７５０はポリマーであり、すべての材料７１０、７３０、７４０、７６０および７７０はプリンティング技術により堆積される。他の利点の中で、これは比較的低コストのディスプレイデバイスを提供する。他の溶媒キャスト堆積法（例えば、スピンコーティング）が同様に使用されて、より低いディスプレイコストを達成する。
【００３８】
図８を参照すると、ダメージを受けやすい界面はその上に形成される保護バリア層によって保護され得る。第１の層８１０（例えば、有機層）を提供した後、バリア層８９０が第１の層８１０上に形成される。次いで、インクまたは材料を含む他の溶媒がバリア層８９０上に堆積されて第２の層８２０を形成する。バリア層８９０は、使用時の溶媒に耐性であるように特に選択される。バリア層８９０の典型的な厚さは１０〜５０ｎｍである。さらに、適切な厚さは有機層８１０の厚さの約１０分の１である。
【００３９】
層８１０および８２０の性質に依存して、バリア層は導体、絶縁体、または半導体であり得る。例えば、図７を参照して、導体バリア層がドレイン電極７６０と有機半導体７１０との間の界面で使用され、この界面において電気的接触を維持する。一般に、このような導体バリア層は、ソース電極７６０とドレイン電極７７０との間で連続しないようにパターニングされ、それにより所望でない漏れ電流が生じる。
【００４０】
あるいは、有機半導体と誘電体層との間に設置されたバリア層８９０の機能は、有機半導体中のドメインの好ましい成長を促進することであり得る。このようなドメインは、例えば、有機結合したバックボーンの配向が好適な配向または向きを有する大きな結晶性ドメイン（単数または複数）を含み得る。
【００４１】
図９を参照すると、電気泳動ディスプレイデバイス９００の例示の実施形態が示される。デバイス９００は以下を含む：基板９５０（例えば、シリコンウェハ）；ゲート電極９４０（例えば、密にドープされたケイ素）；誘電体層９３０（例えば、二酸化ケイ素）；ソース電極９６０およびドレイン電極９７０（例えば、金）；有機半導体９１０（例えば、ポリ（アルキルチオフェン）、ペンタセン、α−セキシチオフェン、または銅フタロシアニン（“ＣｕＰｃ”））；バリア層９９０；電気泳動ディスプレイ媒体アセンブリ９０４；および、積層接着剤９０２（例えば、水性ポリウレタンエマルジョン）。ここで、積層接着剤は、ディスプレイ媒体アセンブリ９０４を有機半導体９１０およびＯＴＦＴの他の部分に取付けるために使用される。
【００４２】
図９の実施形態において、ＯＴＦＴのアレイは最初に電気泳動ディスプレイ媒体アセンブリ９０４の製造とは別に製造される。ディスプレイ媒体アセンブリ９０４は、例えば、インジウム錫酸化物（“ＩＴＯ”）でコーティングされたガラスプレート上にプリントされたカプセル化された電気泳動ディスプレイ媒体を含む。次いで、この実施形態では、積層接着剤９０２を用いてＯＴＦＴアレイはディスプレイ媒体アセンブリ９０４に結合される。
【００４３】
図９の実施形態におけるバリア層９９０の形成のための好ましい材料は、Ｄｕ
Ｐｏｎｔ  ５０３６  Ｈｅａｔ  Ｓｅａｌ／Ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  ＆  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｂａｒｌｅｙ  Ｍｉｌｌ  Ｐｌａｚａ  Ｐ１０−２３２９，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ  １９８８０−００１０）である。バリア層９９０を使用することなく、積層接着剤９０２中の溶媒は有機半導体９１０に侵入し、ＯＴＦＴの電気的挙動を破壊する。
【００４４】
図１０Ａおよび１０Ｂを参照すると、図９の実施形態に対応する作業サンプルに導入されたＯＴＦＴの電気的挙動が示される。図１０Ａおよび１０Ｂはそれぞれ、ＣｕＰｃ有機半導体９１０を有するＯＴＦＴに関する６つのＩ−Ｖ曲線を示す。図６ＡのＯＴＦＴはバリア層９９０なしで形成されたが、図６ＢのＯＴＦＴはＤｕ  Ｐｏｎｔ  ５０３６バリア層９９０とともに形成された。
【００４５】
図１０Ａの６つのＩ−Ｖ曲線は、１０ボルト、０ボルト、−１０ボルト、−２０ボルト、−３０ボルト、および−４０ボルトのゲート電圧に対応する。ＯＴＦＴの本来の機能は、積層接着剤９０２からの溶媒によって破壊された。図１０Ｂの６つのＩ−Ｖ曲線（図において、これらのうち３つが重なり合っている）はまた、１０ボルト、０ボルト、−１０ボルト、−２０ボルト、−３０ボルト、および−４０ボルトのゲート電圧に対応する。溶媒が有機半導体９１０を攻撃しないようにするバリア層９９０とともに形成されたＯＴＦＴは、適切にふるまう。
【００４６】
バリア層は無機材料または有機材料を含み得る。これらの代替物は以下で詳細に記載される。
【００４７】
無機バリア材料−無機材料（例えば、ケイ酸、アルミナ、および窒化ケイ素）は、ほとんどすべての有機溶媒に優れた耐性を有する。このようなバリア層８９０は、種々の手段（例えば、スピンコーティング、化学蒸着法、イオンミリング、およびスパッタリング）で堆積され得る。特に、スピンコーティングは低コストであり、大きな面積の堆積に適している。
【００４８】
例えば、スピンオンガラスがまた、室温で硬化され得る。しかし、スピンオンガラスは、低密度およびピンホールの欠点を有している。高品質の有機層が望まれる有機層を保護するために、例えば、有機ゲート誘電体層、より高品質なバリア層が用いられる必要がある。
【００４９】
有機バリア材料−好ましい実施形態は、適合性のあるスピンオンポリマー性バリア層８９０を使用する。これにより、すべてプリントされたディスプレイ製造プロセスの実現が可能となる。例えば、第１の層８１０がポリスチレンであり、第２の層８２０の堆積で使用される溶媒キャリアがトルエンである場合、溶媒はバリア層８９０を使用することなくポリスチレンに容易にダメージを与える。この例のために、水溶性ポリビニルアルコールが適切なバリア層８９０を形成するために使用され得る。これにより、トルエンによって溶解されない高品質なバリア層８９０が提供される。
【００５０】
極性溶媒可溶性材料の他の例としては、シリコーンおよびフッ素化種が挙げられる。これらは、例えば、溶媒キャリアを用いるキャスティングによって堆積され得るか、または反応性材料として堆積され、続いて熱または放射線の元で硬化されて、バリア層８９０の形成を完了し得る。一般に、バリア層８９０の堆積に関与する任意の溶媒は、第一層８１０の材料に対する溶媒であるべきではない。
【００５１】
有機層である第一層８１０の１例として、有機層は、例えば、スピンコーティング、スクリーンプリンティングまたは射出プリンティングによって、堆積され得る。さらに、薄い有機バリア層８９０は、気相から、例えば、マスクを介する気相モノマーの堆積によって、第一層８１０上に堆積され得る。次いで、堆積した材料が重合されて、薄い有機バリア層８９０の形成を完了し得る。例えば、ペリレンが、バリア層８９０のために使用され得る。他の可能なバリア層８９０の材料としては、ポリ（メタ）アクリレートまたはポリウレタンが挙げられる。
【００５２】
上記方法の全ては、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おいて、有利に使用され得る。このようなディスプレイは、低費用の堆積工程（例えば、インクのプリンティング）の利点を有し得、そして部分的には可撓性のポリマー性基板の使用によって、非常に可撓性であり得る。電気泳動ディスプレイの製造において利用される材料および方法に関する、さらなる説明の詳細を、以下に与える。
【００５３】
（ＩＩＩ．電気泳動ディスプレイアセンブリの製造の方法）
好ましい実施形態において、カプセル化された電気泳動ディスプレイアセンブリは、広範な種々の可撓性基板上でのプリンティングまたはコーティングの工程を使用することにより、製造される。本明細書中において使用する場合に、用語「プリンティング」とは、プリンティングおよびコーティングの全ての形態を包含し、例えば、予め計量されたコーティング（例えば、パッチダイコーディング、スロットコーティングまたは射出コーティング、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）：ロールコーティング（例えば、ナイフオーバーロールコーティング、前方および後方ロールコーティング）、グラビアコーティング、浸漬コーティング、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、シルクスクリーンプリンティングプロセス、静電プリンティングプロセス、熱プリンティングプロセス、ならびに他の類似の技術が挙げられるが、これらに限定されない。従って、得られるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、（種々の方法を使用して）ディスプレイ媒体がプリントされ得るので、ディスプレイ自体が、安価にされ得る。
【００５４】
さらに、プリンティング方法を使用して、ディスプレイの電気接続および他の伝導性部分を形成し得る。後部導線（「後部」とは、使用者により観察される面の反対側の、ディスプレイの面をいう）は、不透明かまたは透明のいずれかであり得る。このことは、種々のプリントされた後部導線（グラファイトインク、銀インク、または伝導性ポリマーが挙げられる）の使用を可能にする。
【００５５】
前部導線（「前部」とは、使用者により観察されるディスプレイの面をいう）は、透明でなければならないが、良好な伝導性を有する必要はない。比較的乏しい伝導性を有する材料（とはいえプリンティングを受けやすくはある）（例えば、抗静電塗布において通常使用されるもののような、伝導性コロイド懸濁液および伝導性ポリマー）でさえも、使用され得る。
【００５６】
マイクロカプセル化された電気泳動媒体は、液晶媒体とは異なり、広範な多数の本質的に伝導性のポリマー系（ポリアニリン、ポリピロール、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が挙げられる）との使用に対して従順である。
【００５７】
手短にいえば、本発明は、ディスプレイアセンブリにおける伝導性材料の形成のためにプリンティング方法を使用することにより可能となる、費用を削減した、より有利な使用を可能にする。
【００５８】
以下は、電気泳動ディスプレイ媒体への応用を有する種々の材料の実施形態を詳細に記載する。
【００５９】
（ＩＶ．電気泳動ディスプレイにおける使用のための材料）
上記カプセル化された電気泳動ディスプレイを構築するために有用な材料を、以下に詳細に議論する。これらの材料の多くは、従来の電気泳動ディスプレイを構築する分野の当業者、またはマイクロカプセル化の分野の当業者に公知である。
【００６０】
（Ａ．粒子）
上記のように、電気泳動ディスプレイにおいて使用するための粒子の選択には、大きな融通性がある。本発明の目的で、粒子は、荷電するかまたは電荷を獲得し得る（すなわち、電気泳動移動度を有するか、または電気泳動移動度を獲得し得る）任意の成分であり、そしてある場合には、この移動度は、０であっても０に近くてもよい（すなわち、粒子が移動しない）。この粒子は、ニートな顔料、着色された（レーキされた）顔料、または顔料／ポリマー複合体、あるいは荷電するかまたは電荷を獲得し得る他の任意の成分であり得る。電気泳動粒子に関する典型的な考慮は、その光学特性、電気的特性、および表面化学である。粒子は、有機化合物であっても無機化合物であってもよく、そしてこれらは、光を吸収しても光を散乱してもよい。本発明において使用するための粒子は、散乱性顔料、吸収性顔料および発光粒子をさらに含み得る。これらの粒子は、逆反射性（例えば、コーナーキューブ）であり得るか、またはエレクトロルミネッセンス（これは、ＡＣ場により励起される場合に、光を放出する）（例えば、硫化亜鉛粒子）であり得るか、またはこれらは、光ルミネッセンスであり得る。最後に、これらの粒子は、荷電または荷電薬剤との相互作用を改善するように、あるいは分散性を改善するように、表面処理され得る。
【００６１】
本発明の電気泳動ディスプレイにおいて使用するために好ましい粒子は、チタニアである。チタニア粒子は、例えば、金属酸化物（例えば、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素）でコーティングされ得る。チタニア粒子は、１、２、またはより多くの、金属酸化物コーティングの層を有し得る。例えば、本発明の電気泳動ディスプレイにおいて使用する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。これらのコーティングは、任意の順序で、この粒子に追加され得る。
【００６２】
電気泳動粒子は、通常、顔料、ポリマー、レーキ顔料、または上記のものの何らかの組み合わせである。ニートな顔料は、任意の顔料であり得、そして通常は、明るい色の粒子については、例えば、金紅石（チタニア）、鋭推石（チタニア）、硫酸バリウム、カオリン、または酸化亜鉛が有用である。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。他の粒子は、吸収性である（例えば、カーボンブラック、または塗料およびインクにおいて使用される有色顔料）。顔料はまた、懸濁流体に不溶性であるべきである。黄色顔料（例えば、ジアリリドイエロー、ハンザイエロー、およびベンジジンイエロー）もまた、類似のディスプレイにおける用途が見出されている。他の任意の反射性材料（金属粒子のような非顔料材料が挙げられる）が、明るい色の粒子のために使用され得る。
【００６３】
有用なニート顔料としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない：ＰｂＣｒＯ4、Ｃｙａｎ  ｂｌｕｅ  ＧＴ  ５５−３２９５（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗａｙｎｅ，ＮＪ）、Ｃｉｂａｃｒｏｎ  Ｂｌａｃｋ  ＢＧ（Ｃｉｂａ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗｐｏｒｔ，ＤＥ）、Ｃｉｂａｃｒｏｎ  Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ  Ｂｌｕｅ  Ｇ（Ｃｉｂａ）、Ｃｉｂａｌｏｎ  Ｂｌａｃｋ  ＢＧＬ（Ｃｉｂａ）、Ｏｒａｓｏｌ  Ｂｌａｃｋ  ＢＲＧ（Ｃｉｂａ）、Ｏｒａｓｏｌ  Ｂｌａｃｋ  ＲＢＬ（Ｃｉｂａ）、Ａｃｅｔａｍｉｎｅ  Ｂｌａｃ、ＣＢＳ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）、Ｃｒｏｃｅｉｎ  Ｓｃａｒｌｅｔ  Ｎ  Ｅｘ（ｄｕ  Ｐｏｎｔ）（２７２９０）、Ｆｉｂｅｒ  Ｂｌａｃｋ  ＶＦ（ＤｕＰｏｎｔ）（３０２３５）、Ｌｕｘｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｂｌａｃｋ  Ｌ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌａｃｋ  １７）、Ｎｉｒｏｓｉｎｅ  Ｂａｓｅ  Ｎｏ．４２４（ＤｕＰｏｎｔ）（５０４１５  Ｂ）、Ｏｉｌ  Ｂｌａｃｋ  ＢＧ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌａｃｋ
１６）、Ｒｏｔａｌｉｎ  Ｂｌａｃｋ  ＲＭ（ＤｕＰｏｎｔ）、Ｓｅｖｒｏｎ
Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｒｅｄ  ３  Ｂ（ＤｕＰｏｎｔ）；Ｂａｓｉｃ  Ｂｌａｃｋ  ＤＳＣ（Ｄｙｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、Ｈｅｃｔｏｌｅｎｅ  Ｂｌａｃｋ（Ｄｙｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、Ａｚｏｓｏｌ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｂｌｕｅ  Ｂ（ＧＡＦ，Ｄｙｅｓｔｕｆｆ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｗａｙｎｅ，ＮＪ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌｕｅ  ９）、Ａｚｏｓｏｌ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ＢＡ（ＧＡＦ）（Ｓｏｌｖ．Ｇｒｅｅｎ  ２）、Ａｚｏｓｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｒｅｄ  Ｂ（ＧＡＦ）、Ａｚｏｓｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ＲＡ  Ｃｏｎｃ，（ＧＡＦ）（Ｓｏｌｖ．Ｏｒａｎｇｅ  ２０）、Ａｚｏｓｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＲＡ  Ｃｏｎｃ．（ＧＡＦ）（１３９００  Ａ）、Ｂａｓｉｃ
Ｂｌａｃｋ  ＫＭＰＡ（ＧＡＦ）、Ｂｅｎｚｏｆｉｘ  Ｂｌａｃｋ  ＣＷ−ＣＦ（ＧＡＦ）（３５４３５）、Ｃｅｌｌｉｔａｚｏｌ  ＢＮＦＶ  Ｅｘ  Ｓｏｌｕｂｌｅ  ＣＦ（ＧＡＦ）（Ｄｉｓｐ．Ｂｌａｃｋ  ９）、Ｃｅｌｌｉｔｏｎ  Ｆａｓｔ  Ｂｌｕｅ  ＡＦ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ（ＧＡＦ）（Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ  ９）、Ｃｙｐｅｒ  Ｂｌａｃｋ  ＩＡ（ＧＡＦ）（Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｋ．３）、Ｄｉａｍｉｎｅ  Ｂｌａｃｋ  ＣＡＰ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ（ＧＡＦ）（３０２３５）、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂｌａｃｋ  ＥＡＮ  Ｈｉ  Ｃｏｎ．ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１０）、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂｌａｃｋ  ＰＢＢＡ  Ｅｘ（ＧＡＦ）（１６５０５）；Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｅｐ  Ｂｌａｃｋ  ＥＡ  Ｅｘ  ＣＦ（ＧＡＦ）（３０２３５）、Ｈａｎｓａ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｇ（ＧＡＦ）（１１６８０）；Ｉｎｄａｎｔｈｒｅｎｅ  Ｂｌａｃｋ  ＢＢＫ  Ｐｏｗｄ．（ＧＡＦ）（５９８５０）、Ｉｎｄｏｃａｒｂｏｎ  ＣＬＧＳ  Ｃｏｎｃ．ＣＦ（ＧＡＦ）（５３２９５）、Ｋａｔｉｇｅｎ  Ｄｅｅｐ  Ｂｌａｃｋ  ＮＮＤ  Ｈｉ  Ｃｏｎｃ．ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１１）、Ｒａｐｉｄｏｇｅｎ  Ｂｌａｃｋ  ３  Ｇ（ＧＡＦ）（Ａｚｏｉｃ  Ｂｌｋ  ４）；Ｓｕｌｐｈｏｎｅ  Ｃｙａｎｉｎｅ  Ｂｌａｃｋ
ＢＡ−ＣＦ（ＧＡＦ）（２６３７０）、Ｚａｍｂｅｚｉ  Ｂｌａｃｋ  ＶＤ  Ｅｘ  Ｃｏｎｃ．（ＧＡＦ）（３００１５）；Ｒｕｂａｎｏｘ  Ｒｅｄ  ＣＰ−１４９５（Ｔｈｅ  Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）（１５６３０）；Ｒａｖｅｎ  １１（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。
【００６４】
粒子はまた、レーキ顔料、すなわち着色顔料を含み得る。レーキ顔料とは、粒子の上に色素が沈殿した粒子、または染色された粒子である。レーキとは、易溶性のアニオン性色素の金属塩である。これらは、アゾ、トリフェニルメタン、または１つ以上のスルホン酸基もしくはカルボン酸基を含むアントラキノン構造の色素である。これらは、通常、カルシウム塩、バリウム塩またはアルミニウム塩で、基板上に沈殿する。典型的な例は、ピーコックブルーレーキ（ＣＩ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２４）およびペルシアンオレンジ（ＣＩ  Ａｃｉｄ  Ｏｒａｎｇｅ  ７のレーキ）、Ｂｌａｃｋ  Ｍ  Ｔｏｎｅｒ  （ＧＡＦ）（レーキ上に沈殿した、カーボンブラックと黒色色素との混合物）である。
【００６５】
着色されたタイプの暗色の粒子は、任意の軽量の吸収性材料（例えば、カーボンブラック、または無機黒色材料）から構築され得る。暗色の材料はまた、選択的に吸収性であり得る。例えば、ダークグリーン顔料が使用され得る。黒色粒子もまた、金属酸化物でラテックス（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、塩化ビニル、アクリル酸、スチレンスルホネートナトリウム、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）のいずれかからなるようなラテックスコポリマーであって、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）を染色することによって、形成され得る。黒色粒子はまた、分散重合技術によって、形成され得る。
【００６６】
顔料およびポリマーを含む系において、これらの顔料およびポリマーは、電気泳動粒子中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／ポリマーの組み合わせ粒子の凝集体であり得る。あるいは、中心顔料コアが、ポリマーシェルによって囲まれ得る。顔料、ポリマー、または両方が、色素を含み得る。これらの粒子の光学的目的は、光を散乱すること、光を吸収すること、または両方であり得る。有用なサイズは、これらの粒子が結合カプセルより小さい限り、１ｎｍ〜約１００μｍまでの範囲であり得る。好ましい実施形態においては、電気泳動粒子の密度は、懸濁流体（すなわち、電気泳動流体）の密度に実質的に一致し得る。本明細書中に定義されるように、懸濁流体は、懸濁流体と粒子との相対的な密度の差異が約０と約２ｇ／ｍｌとの間である場合には、粒子の密度に「実質的に一致した」密度を有する。この差異は、好ましくは、約０と約０．５ｇ／ｍｌとの間である。
【００６７】
粒子についての有用なポリマーとしては、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール性樹脂、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｅｌｖａｘ樹脂（エチレン−酢酸ビニルコポリマー）、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、エチレンアクリル酸もしくはエチレンメタクリル酸のコポリマー（Ｎｕｃｒｅｌ  Ｒｅｓｉｎｓ−ＤｕＰｏｎｔ、Ｐｒｉｍａｃｏｒ  Ｒｅｓｉｎ−Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、アクリルのコポリマーおよびターポリマー（Ｅｌｖａｃｉｔｅ  Ｒｅｓｉｎ、ＤｕＰｏｎｔ）、およびＰＭＭＡ。ホモポリマー／顔料の、高いせん断溶融（ｓｈｅａｒ  ｍｅｌｔ）での相分離のために有用な材料としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：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）。
【００６８】
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製粉）、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）、または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。以下の非限定的例から、粒子の作製および粒子の荷電の両方のためのプロセスおよび材料が、液体トナー、または液体浸漬現像の分野から一般に誘導されることがわかり得る。従って、液体現像からの公知のプロセスの任意のものが、特に有用であるが、排他的ではない。
【００６９】
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、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、顔料または色素が、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。
【００７０】
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、ボール製粉、アトリション、ジェット製粉などが挙げられる。このプロセスを、着色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何ら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。
【００７１】
液体トナーの分野から引用される、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で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、さらなる懸濁流体が添加され得る。
【００７２】
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、金属酸化物または色素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。
【００７３】
（Ｂ．懸濁流体）
粒子を含有する懸濁流体は、密度、屈折率、および溶解度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（５ｃｓｔ未満）、低い毒性および環境影響、低い水溶性（１０ｐｐｍ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。
【００７４】
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」。
【００７５】
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、飽和直鎖または分枝鎖炭化水素、シリコーン油、および低分子量ハロゲン含有ポリマー）は、いくつかの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、その化学的特性および物理的特性を調整するために、１つより多い流体のブレンドである。さらに、この流体は、電気泳動粒子または結合カプセルの表面エネルギーまたは荷電を改変するために、表面改変剤を含み得る。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。
【００７６】
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：例えば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；例えば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；ならびに例えば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：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。これらの材料は、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。これらの材料は、通常、低い密度を有する。シリコーン油の有用な例には、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。これらの材料は、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。
【００７７】
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。小滴を形成するプロセスとしては、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が挙げられる。小滴の形成は、電場または音場（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つの好ましい表面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウムである。
【００７８】
いくつかのディスプレイにおいて、懸濁流体が光学的吸収性色素を含むことは有利であり得る。この色素は、流体に溶解性でなければならないが、一般に、カプセルの他の成分には不溶性である。色素材料の選択には、非常に融通性がある。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する際に、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段を提供する。色素はまた、重合性であり得、境界をなすシェルの内部に固体吸収ポリマーを形成する。
【００７９】
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。ここで重要な特性としては、光高速化（ｌｉｇｈｔｆａｓｔｎｅｓｓ）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に由来し、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ことが示される。
【００８０】
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。有用なアゾ色素としては、以下が挙げられるが、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としては、以下が挙げられるが、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としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：Ｍｉｃｈｌｅｒ’ｓ  ｈｙｄｒｏｌ、Ｍａｌａｃｈｉｔｅ  Ｇｒｅｅｎ、Ｃｒｙｓｔａｌ  ＶｉｏｌｅｔおよびＡｕｒａｍｉｎｅ  Ｏ。
【００８１】
（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）にわたる材料から構成され得、そして純粋であり得るか、または混合物であり得る。特に、適切な電荷制御剤は、一般に、液体トナーの技術から適合される。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、非水性塗料分散、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。これらの材料は、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。
【００８２】
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、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、顔料の酸性もしくは塩基性表面特性、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、および光高速化性である。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、非水性ペイント分散、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。これらの材料は、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。
【００８３】
電荷アジュバントがまた、添加され得る。これらの材料は、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。この電荷アジュバントは、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−トリス（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（ｍｏｎｏｈｙｄｒｏｘｙｓｔｒｅａｒａｔｅ）。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、およびテトラキス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン。電荷アジュバントは、約１〜約１００ｍｇ／粒子質量の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。
【００８４】
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、そして分散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。
【００８５】
一般に、荷電は、連続相に存在するいく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公知であるような任意の他の帯電反応に関与し得る材料である。
【００８６】
有用な電荷制御剤の異なる非制限的なクラスには、有機スルフェートまたはスルホネート、金属石鹸、ブロックコポリマーまたは櫛型コポリマー、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および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：ナトリウムビス（２−エチルヘキシル）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、中性または塩基性のバリウムジノニルナフタレンスルホネート、中性または塩基性の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：塩基性または中性の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、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、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、およびナフテン酸亜鉛）、ＭｎおよびＺｎのヘプタン酸塩、およびＢａ、Ａｌ、Ｃｏ、ＭｎおよびＺｎのオクタン酸塩。有用なブロックまたは櫛型コポリマーには、以下が挙げられるが、これらに限定されない：（Ａ）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ジブロックコポリマー、ならびに櫛型グラフトコポリマーであって、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、コポリマー。有用な有機アミドには、ＯＬＯＡ  ３７１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：飽和および不飽和の酸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。
【００８７】
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。
【００８８】
（Ｄ．カプセル化）
カプセルを作製する際に有用であることが示された、多数のプロセスおよびポリマーを用いる、カプセル化の長く豊富な歴史が存在する。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
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｎｕｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．，Ｐａｒｋ  Ｒｉｄｇｅ，Ｎ．Ｊ．（１９７６）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、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。
【００８９】
種々の材料およびプロセスが、本発明のディスプレイの処方において有用であることが示されるべきである。単純なコアセルベーションプロセスに対して有用な材料には、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材料には、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コポリマー、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材料には、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材料には、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とホルムアルデヒドとの縮合体の水溶性オリゴマー；ならびに例えば、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材料には、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。有用な乳化重合材料としては、以下が挙げられ得るが、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。
【００９０】
生成されたカプセルは、硬化性キャリアへ分散され得、従来のプリンティングおよびコーティング技術を使用して、大きく、かつ任意に成形されたまたは湾曲した表面上にプリントまたはコーティングされ得るインクを生じる。
【００９１】
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、カプセル化手順および壁材料を選択する。これらの特性としては、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が挙げられる。
【００９２】
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、機械的に強いべきである（しかし、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は、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が所望である場合には、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、この壁材料は、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。いくつかの適用（例えば、２つの固定された電極間の挿入物（ｉｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ））においては、単分散のカプセル半径が望ましい。
【００９３】
カプセル化手順は、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直鎖炭化水素高分子電解質材料の存在下での、尿素とホルムアルデヒドとの重合を含む。得られるカプセル壁は、尿素／ホルムアルデヒドコポリマーであり、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。
【００９４】
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つの特に有用な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号を参照のこと）。他のプロセスにおいて、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。米国特許第４，００１，ｌ４０号および同第４，２７３，６７２号の全開示は、本明細書中に参考として援用される。
【００９５】
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シェルとして堆積され、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材料としては、ゼラチンおよびアラビアゴムが挙げられる。
【００９６】
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、これは再度、水相中のエマルジョンとして、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間の界面で重合し、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、そして透過性であり得るが、このプロセスは、いく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融通性を提供する。
【００９７】
コーティング補助剤が、コーティングされたまたはプリントされた電気泳動インク材料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／基板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材料）。分散剤は、カプセルとバインダーとの間の界面張力を改変するために使用され得、凝集および粒子沈降の制御を提供する。
【００９８】
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、Ｓｉｌｗｅｔ（登録商標）（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）））；ならびに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材料などの消泡剤が、インクの内部から表面への空気の移動を増強させ、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シリカ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。
【００９９】
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。
【０１００】
（Ｅ．バインダー材料）
バインダーは、非伝導性の接着性媒体として使用され、カプセルを保持および保護し、そして電極材料をカプセル分散物に結合する。バインダーは、多くの形態および化学的タイプで利用可能である。とりわけ、水溶性ポリマー、水保有ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、および放射線硬化性ポリマーである。
【０１０１】
水溶性ポリマーの内でもとりわけ、種々の多糖類、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、種々の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。
【０１０２】
水分散系または水保有系は、一般に、ラテックス組成物であり、Ｎｅｏｒｅｚ（登録商標）樹脂および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Ｃｙｔｅｃｖ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗｅｓｔ  Ｐａｔｅｒｓｏｎ、ＮＪ）ＨＰ系統により代表される。これらは一般に、ポリウレタンのラテックスであり、場合により、１つ以上のアクリル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはシリコーンと化合され、各々は、最終硬化樹脂を、ガラス転移温度、「タッキング」の程度、柔軟性、清澄性、可撓性、水透過性および溶媒耐性、伸び率および引張強度、熱可塑フロー、および固体レベルによって規定される、特定のセットの特性にする。いくつかの水保有スチレンは、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、架橋剤（例えば、アジリジン（これは、カルボキシル基と反応する）のような）の使用によってさらに架橋され得る。
【０１０３】
水保有樹脂および水性カプセルの典型的な適用は、以下である。ある容量の粒子を、低速度で遠心分離して、過剰の水を分離する。所定の遠心分離プロセス（例えば、６０×Ｇにおいて１０分間）の後に、これらのカプセルは、遠心管の底部において見出され、一方で水部分は、頂部に見出される。この水部分を注意深く除去する（デカンテーションまたはピペット吸引による）。残りのカプセルの質量を測定し、そして樹脂の質量がカプセルの重量の１／８〜１／１０となるように、ある質量の樹脂を添加する。この混合物を振動ミキサーで約３０分間穏やかに混合する。約３０分後に、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。
【０１０４】
熱硬化系は、エポキシ系によって例示される。これらの境界系は、非常に粘度が大きくあり得、そしてこの対の反応性が、混合物の「貯蔵寿命」を決定する。貯蔵寿命が十分に長く、コーティング操作を可能にする場合には、カプセルは、コーティングプロセスに配置された順でコーティングされ、その後、樹脂が硬化および固化され得る。
【０１０５】
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、高温で融解される。この型の生成物の典型的な適用は、ホットメルト接着剤である。熱抵抗性カプセルの分散は、このような培地中でコーティングされ得る。固化プロセスは、冷却の間に起こり、そして最終的な硬度、清澄度および可撓性は、ポリマーの分枝および分子量により影響を受ける。
【０１０６】
油溶性または溶媒可溶性のポリマーは、水自体を明らかに除いて、しばしば、水保有スチレンと組成が類似している。溶媒系のための処方の幅は、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制限される。溶媒ベースの系におけるかなりの考慮は、カプセル自体の実施可能性である。カプセル壁の一体性は、溶媒によってはいかなる様式においても損なわれ得ない。
【０１０７】
放射線硬化性樹脂は、一般に、溶媒ベースの系において見出される。カプセルは、このような培地に分散およびコーティングされ得、次いで、樹脂が、紫外線（長波長または短波長のいずれか）の閾値レベルへの時間を計測した露光によって、硬化され得る。硬化性ポリマー樹脂の全ての場合においてと同様に、最終特性は、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り決定される。
【０１０８】
しかし、多数の「減水」モノマーおよびオリゴマーが、市販されている。限定された意味においては、これらは水溶性ではなく、水は、低濃度での希釈剤として受容可能であり、そして比較的容易に混合物中に分散し得る。これらの状況において、水は、粘度を減少させるため（最初に、数千〜数十万センチポイズ）に使用される。水ベースのカプセル（例えば、タンパク質または多糖類材料から作成されるカプセルのような）は、粘度が十分に低下され得ることを条件として、このような培地に分散およびコーティングされ得る。このような系の硬化は、一般に、紫外線放射による。
【０１０９】
本発明を、特定の好ましい実施形態を参照して特に示し、そして説明したが、形式および細部における種々の変化が、添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の易とおよび範囲から逸脱することなく、本発明においてなされ得ることが、当業者により理解されるべきである。
【図７】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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