(57)【要約】本発明は、溶媒中に懸濁した所定の電気的および磁気的特性を有する粒子を含む封止されたマイクロカップのアレイであって、複数の封止されたマイクロカップの表面が透明な面を構成するアレイを含むディスプレイデバイスを指向したものである。このディスプレイデバイスは、透明な面から視認可能な画像を形成するように、マイクロカップ内の所定の電気的および磁気的特性を有する粒子に電磁界をマニュアルで印加するための電磁気画像書込／描画ペンを更に含む。より詳細には、所定の電気的および磁気的特性を有する粒子は帯電粒子であり、また、書込および描画ペンは電気書込／描画ペンである。
2006518475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中に懸濁した所定の電気的および磁気的特性を有する粒子を含む封止されたマイクロカップのアレイであって、複数の該封止されたマイクロカップの表面が透明な面を構成するアレイ、および
該透明な面から視認可能な画像を形成するように、該複数の封止されたマイクロカップ内の該所定の電気的および磁気的特性を有する該粒子に電磁界をマニュアルで印加するための電磁気画像書込／描画手段
を含む画像ディスプレイ。
【請求項２】
前記封止されたマイクロカップのアレイは電荷を帯びた粒子を含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３】
前記封止されたマイクロカップのアレイは電気泳動分散物を含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項４】
前記画像を消去するために、前記所定の電気的および磁気的特性を有する前記粒子に電磁界を印加するための消去手段を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項５】
前記封止されたマイクロカップの各々は５〜１００マイクロメートル（５〜１００μｍ）の範囲にある深さを有する、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項６】
前記画像をスキャンするための画像スキャニング手段を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項７】
前記透明な面から視認可能な画像を書き込むために、画像データ源から入力データを受信するプロセッサ制御画像書込手段を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項８】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子による電磁気作用を中和するための中和手段を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項９】
透明な面に対して電磁気操作を実施するために、前記透明な面を移動させるための面移動手段を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１０】
前記透明な面が保護透明層を構成する、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１１】
前記透明な面が２〜５００ミクロン（２〜５００μｍ）の範囲にある層厚さを有する、請求項１０に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１２】
前記保護層が１０Ｅ７オームｃｍ〜１０Ｅ１２オームｃｍの体積抵抗率を有する、請求項１０に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１３】
前記透明な面は耐摩耗性ポリマー性層を含む、請求項１０に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１４】
前記封止されたマイクロカップの各々は、前記透明な面と反対側のコモン電極層を構成する第２の面を更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１５】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子は前記溶媒と視覚的にコントラストを為す帯電色素粒子である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１６】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記溶媒は誘電性溶媒である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１７】
前記誘電性溶媒は約２〜約３０の範囲にある誘電率を有する、請求項１６に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１８】
前記色素粒子は色染料を含む、請求項１５に記載の画像ディスプレイ。
【請求項１９】
前記色染料はノニオン性アゾまたはアントラキノン染料である、請求項１８に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２０】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子は帯電有機粒子である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２１】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子は帯電無機粒子である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２２】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子は正に帯電した粒子である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２３】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子は負に帯電した粒子である、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２４】
前記プロセッサ制御画像書込手段は電気書込ヘッドを更に含む、請求項７に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２５】
前記プロセッサ制御画像書込手段は前記透明な面と反対の裏側に配置される、請求項７に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２６】
前記プロセッサ制御画像書込手段は前記透明な面と同じ側にある表示側に配置される、請求項７に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２７】
前記消去手段は電気イレーサヘッドを更に含む、請求項４に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２８】
前記消去手段は前記透明な面と反対の裏側に配置される、請求項４に記載の画像ディスプレイ。
【請求項２９】
前記消去手段は前記透明な面と同じ側にある表示側に配置される、請求項４に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３０】
前記電磁気画像書込／描画手段は電気書込ペンである、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３１】
前記電気ペンは前記透明な面と同じ側にある表示側に配置される、請求項３０に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３２】
前記電気書込ペンはマニュアルのイレーサとして機能するように電気イレーサを更に含む、請求項３０に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３３】
マニュアルのイレーサとして機能するように電気イレーサを更に含む、請求項１に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３４】
前記電気イレーサは前記透明な面と同じ側にある表示側に配置される、請求項３３に記載の画像ディスプレイ。
【請求項３５】
画像ディスプレイを形成するための方法であって：
封止されたマイクロカップのアレイに、溶媒中に懸濁した所定の電気的および磁気的特性を有する複数の粒子を充填し、複数の該封止されたマイクロカップの表面が透明な面を構成すること；および
該透明な面から視認可能な画像を形成するために、該複数の封止されたマイクロカップ内の該所定の電気的および磁気的特性を有する該粒子に電磁界をマニュアルで印加するための電磁気画像書込／描画手段を適用すること
を含む方法。
【請求項３６】
前記粒子は電荷を帯びた粒子である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記封止されたマイクロカップのアレイは電気泳動分散物により充填されている、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記画像を消去するために、前記所定の電気的および磁気的特性を有する前記粒子に電磁界を印加するための消去手段を用いることを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記画像をスキャンするための画像スキャニング手段を用いることを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記透明な面から視認可能な画像を書き込むために、画像データ源から入力データを受信するためのプロセッサ制御画像書込手段を適用することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記封止されたマイクロカップに含まれる前記粒子による電磁気作用を中和するための中和手段を適用することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４２】
透明な面に対して電磁気操作を実施するために、前記透明な面を移動させるための面移動手段を適用することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４３】
コモン電極層を第２の面に設けるために、前記透明な面と反対側の第２の面を前記封止されたマイクロカップの各々において構成することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は概して、イラスト表示のためおよび議論の内容をボード面にデジタルデータとして表現し、書き込みまたは描画するための電子ホワイトボードに関する。より詳細には、本発明はボード面に書き込みおよび描画するための電気または磁気ペンによるマニュアル操作からおよび電気泳動セルアレイへのデジタル入力信号からの双方によるディスプレイ入力を受信するために電気泳動セルアレイから形成された新規で改良された電子ホワイトボードに関する。
【０００２】
２．従来技術の説明
常套の電子ホワイトボードの有用性はシングル入力モード操作により依然として制約を受けており、シングル入力モード操作とは電子ホワイトボードが電気または磁気ペンを用いてホワイトボード面に直接にマニュアルで（または手を使って）書き込みまたは描画することによる入力しか受信できないというものである。ボード面に対するマニュアル操作しか許容されないため、より複雑または詳細なイラストを速やかに表示して議論するための会議におけるリアルタイム表示は、会議前にそのようなイラストの細部を描画するようにマニュアルによる労力を費やさない限り、極めて不便なものとなり得る。更に、このマニュアル入力モードの構成および操作による制約のため、常套の電子ホワイトボードは表示可能なエレメントとしてグラフィックまたはテキスト・コンテンツを含んでいる電子ファイルからの信号入力を受信できない。常套のホワイトボードと、多様なメディアディスプレイデバイスで表示可能な電子ファイルとして広く利用可能な豊富なメディアを持つコンテンツとの間の直接通信を妨げる隔たりが依然として存在する。これらの制約のため、常套のホワイトボードは一般的に言って、手書情報を記録するために用いられる書込／描画後複写デバイスに依然として留まっている。手による書込入力デバイスの場合、常套の電子ホワイトボードはボードに書き込むための色チョークまたはインクの使用による塵や屑が健康および環境上の被害を招き得るという難点によって一層制約を受ける。
【０００３】
これらの理由により、会議での議論に、特により複雑または詳細な画像のイラストが必要な場合に画像を表示するために、電子ホワイトボードの代わりに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはＭＥＭプロジェクタを用いた画像投影がしばしば選択される。しかしながら、画像投影ディスプレイはより高コストの投影機器を要することが多い。よりよい表示の投影画像を得るためには、大抵の場合、背景の光量を少なくする必要がある。投影画像を議論に用いることの主な難点は、コンピュータからしか投影画像を変更できないという制約を受けることである。投影画像への手書または描画によって変更するという選択肢は利用できない。この制約により、リアルタイムでのプレゼンテーションおよび議論の効率が著しく低下する。更に、プレゼンテーションを行うまたは議論の進行役を務める者は、画像をディスプレイ面に投影するため、投影画像を遮らないように投影光から離れていなければならない。また、そのような者が投影光に面するようにして表示画像の隣に立つと、表示画像および議論に対する観衆または会議の参加者の反応をそれらの者が知覚するための視野を更に邪魔することとなる。よって、こういった問題および制約を克服できるように、画像ディスプレイにつき改善された方法およびデバイスを提供することが依然として必要とされている。
【０００４】
電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：electrophoretic display）は、着色された（または色付きの）誘電性溶媒中に懸濁している帯電色素粒子に作用する電気泳動現象に基づく非発光デバイスである。この一般的なタイプのディスプレイは１９６９年に初めて提案された。ＥＰＤは、典型的には、一対の対向する離間したプレート状電極を、電極間に所定の距離を予め決めるスペーサーと共に有して成る。少なくとも一方の電極（典型的には表示（viewing）側）は透明である。
【０００５】
２つの電極間に電圧差が付与されると、色素粒子はその極性と反対の極性のプレートへ引き寄せられることによって移動する。よって、プレートを選択的に帯電させることによって、透明プレートにて見られる色を溶媒の色または色素粒子の色のいずれかにできる。プレート極性を反転させることにより、粒子は反対側のプレートへ戻って移動し、これにより色が反転する。電圧またはパルス時間のレンジによりプレート電荷（または帯電）を制御することによって、中間の色素濃度による中間色濃度（またはグレーの濃さ）を透明プレートにて実現できる。異なるピクセルまたはセル構造を有するＥＰＤが従来報告されており、例えば仕切り型ＥＰＤ（Ｍ．  Ａ．  ＨｏｐｐｅｒおよびＶ．  Ｎｏｖｏｔｎｙ、アイ・イー・イー・イー・トランス・エレクトロン・デバイシィーズ（IEEE Trans. Electr. Dev.）、２６巻、第８号、第１１４８〜１１５２頁（１９７９年））およびマイクロカプセル化ＥＰＤ（米国特許第５，９６１，８０４号および同第５，９３０，０２６号）がある。
【０００６】
近年、改善されたＥＰＤ技術が、同時係属出願である２０００年３月３日に出願された米国出願第０９／５１８，４８８号（２００１年９月１３日に公開された国際公開第０１／６７１７０号に対応）、２０００年６月２８日に出願された米国出願第０９／６０６，６５４号および２００１年２月１５日に出願された米国出願第０９／７８４，９７２号に開示された。これら全ては参照することにより本明細書に組み込まれる。改善されたＥＰＤには、適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比を有するマイクロカップから形成されており、また誘電性溶媒、好ましくはハロゲン化溶媒、特にパーフルオロ化溶媒中で分散した帯電粒子が充填されている、隔離されたセルが含まれる。この充填されたセルはポリマー性封止層、好ましくは熱可塑性物、熱硬化物およびそれらの前駆体からなる群より選択される材料を含む組成物で形成されるものにより個々に封止されている。
【０００７】
従来既知のマイクロカップに基づく電気泳動ディスプレイは全て、電子署名（e-sign）または電子掲示（e-bulletin）として使用されるボードの形態で構成され得る。同時係属特許出願（米国出願第１０／３９４，４８８号および同第１０／４２１，２１７号）は磁気泳動（magnetophoretic）および電磁気泳動（electromagnetophoretic）ディスプレイ技術で実施されるホワイトボードを開示している。本発明において、マイクロカップに基づく電気泳動ディスプレイはホワイトボードの用途に使用される。このデザインではＩＴＯ電極層は除外され、これによりコストが更に削減される。
【発明の要旨】
【０００８】
本発明のディスプレイは、絶縁基板の２つの層であって、その少なくとも一方（通常は表示側にある方）は透明である層と、２つの基板の層の間に挟持されたディスプレイセルのアレイとを含む。このディスプレイはセルと基板層の一方との間に配置された導電性層を場合により含んでいてよい。
【０００９】
このディスプレイセルには、帯電粒子が溶媒または溶媒混合物中で分散した電気泳動流体が充填される。溶媒または溶媒混合物は、染料または色素（顔料）であってよいコントラスト着色剤（またはコントラストを為す着色剤）を含んでいてよい。
【００１０】
デバイスは画像（またはイメージ）を生じさせるための書込手段、例えば高電圧電気書込ヘッドまたは高電圧ペンを更に含む。書込手段は表示側に、または非表示側の後方に備えられ得る。
【００１１】
また、デバイスは画像を電気的に消去するための消去手段も場合により含んでいてよい。消去手段も表示側に、または非表示側の後方に配置され得る。
【００１２】
常套の電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤまたはＥＰＩＤ）と同様に、本発明のホワイトボードは双安定性であり、極めて広い視野角を有する。本発明のディスプレイの最適性能を得るために、多くの異なる駆動機構および回路設計を用いることができる。そのほとんどは、例えばＩＴＯフィルムなどの高価で脆く、また、しばしば初期可視光の９０％未満を透過または反射させる透明導体フィルムを用いる必要がない。これにより、本発明のディスプレイは常套のディスプレイよりはるかに柔軟（またはフレキシブル）で耐久性があり、また、高コントラスト比、広い視野角およびＤｍｉｎ領域における高い反射率で画像を提供する。更に、本発明はデザイン（または設計）上の多数の選択肢（または代替物）を提供し、また、本発明の範囲に属する特定のタイプのデザインは様々な用途のための要請に合致するように容易に構成することができる。
【００１３】
本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、様々な図面に説明する以下の好ましい態様の詳細な説明を読んだ当業者には自明なものとなるであろうことは疑いない。
【００１４】
本願にて言及する各文書の全内容は参照することによりその全体が本願に組み込まれる。
【好ましい態様の詳細な説明】
【００１５】
本発明はディスプレイデバイスを指向したものであり、これは少なくとも表示側が透明である基板の２つの層と、基板の２つの層の間に挟持されたディスプレイセルのアレイとを含む。本願に関して、用語「表示側」は観者により見られる側を言うものであり、他方、用語「非表示」側は表示側と反対側を言うものである。
【００１６】
適切な基板にはポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、エポキシ、フェノール性物（phenolic）、アクリル、不飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレアおよびそれらの複合体から作製されるシート、プレートまたはフィルムが含まれる。画像を形成または消去するために電界を用いる本発明の態様においては、基板上に位置する導電性層が必要である。適切な導電性層にはＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）およびそれらの合金または複合体フィルムが含まれ得るが、これらに限定されない。
【００１７】
基板の２つの層の間に挟持されるディスプレイセルは常套的なタイプのディスプレイセル（例えば仕切り型セル）、マイクロカプセルセル（米国特許第５，９６１，８０４号および同第５，９３０，０２６号によって作製されるもの）または国際公開第０１／６７１７０号および関連出願に開示されるマイクロカップ技術によって作製されるセルであってよい。
【００１８】
同時係属出願（米国出願第１０／３９４，４８８号および同第１０／４２１，２１７号）に開示されるように、磁気泳動ディスプレイ（ＭＰＤ：magnetophoretic display）および電磁気泳動ディスプレイ（ＥＭＰＤ：electromagnetophoretic display）がホワイトボードの用途に用いられ、このディスプレイでは、溶媒または溶媒混合物中で分散した磁性粒子を含む磁気泳動または電磁気泳動流体がセルに充填されている。磁性粒子は周知のいずれの方法で分散させてもよく、そのような方法には粉砕（grinding）、摩砕（milling）、摩擦（attriting）、マイクロ流動化（microfluidizing）および超音波を利用する技術が含まれる。例えば、微粉末の形態の磁性粒子を懸濁溶媒に加え、得られる混合物を数時間、ボールミルで粉砕または摩滅させて、非常に凝集した乾燥色素粉末を一次粒子に解砕する。
【００１９】
低蒸気圧で非吸湿性の溶媒が磁気泳動または電磁気泳動流体に好ましい。好都合な溶媒の例には以下のものが含まれる：炭化水素、例えばデカヒドロナフタレン（デカリン（DECALIN））、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油；芳香族炭化水素、例えばトルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼンおよびアルキルナフタレン；低粘度ポリエーテル、例えばポリプロピレングリコールおよびエチレングリコールとプロピレングリコールとのブロックコポリマー；低粘度シリコーンオイル；アルキルまたはアルキルアリールエステルおよびケトン；ハロゲン化溶媒、例えばパーフルオロデカリン、パーフルオロトルエン、パーフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオライド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロ−ベンゼン、ジクロロノナンおよびペンタクロロベンゼン、パーフルオロ溶媒、例えばＦＣ−４３、ＦＣ−７０およびＦＣ−５０６０（３Ｍ社（3M Company、ミネソタ州セントポール）製）；低分子量のハロゲン含有ポリマー、例えばポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）（ティシーアイ・アメリカ（TCI America、オレゴン州ポートランド）製）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、例えばハロカーボン・オイル（Halocarbon Oils）（ハロカーボン・プロダクト社（Halocarbon Product Corp.、ニュージャージー州リバーエッジ）製）、およびパーフルオロポリアルキルエーテル、例えばガーデン（Galden）（オーシモント（Ausimont）製）またはクライトックス・オイル（Krytox Oils）およびグリースＫ−フルイッド・シリーズ（Greases K-Fluid Series）（デュポン（DuPont、デラウェア州）製）。１つの好ましい態様では、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）を誘電性溶媒として使用する。もう１つの好ましい態様では、ポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）を誘電性溶媒として使用する。
【００２０】
色素粒子の沈降またはクリーミングは、懸濁溶媒に比重を適合させるように適当なポリマーで粒子をマイクロカプセル化することによって解消できる。色素粒子のマイクロカプセル化は、化学的または物理的に行うことができる。典型的なマイクロカプセル化方法には、界面重合、イン・シトゥー重合、相分離、コアセルベーション、静電コーティング、噴霧乾燥、流動床コーティングおよび溶媒蒸発が含まれる。マイクロカプセル化のための周知の手法がＫｏｎｄｏ、マイクロカプセル処理および技術、マイクロカプセル化、プロセスおよび応用（Microcapsule Processing and Technology, Microencapsulation, Processes and Applications）、（Ｉ．Ｅ．  Ｖａｎｄｅｇａｅｒ編）、プレナム・プレス（Plenum Press）、ニューヨーク州ニューヨーク（１９７４年）、およびＧｕｔｃｈｏ、マイクロカプセルおよびマイクロカプセル化技術、ノイズ・データ社（Nuyes Data Corp.）、ニュージャージー州パークリッジ（１９７６年）に開示されており、これらはいずれも参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００２１】
高磁性（または強磁性）化合物および金属または合金から作製される磁性粒子が好ましい。本発明に好都合な磁性材料の例には以下のものが含まれる：ガンマ酸化鉄、針状マグネタイト、コバルト修飾または吸着酸化鉄、ベルトライド酸化鉄、二酸化クロム、金属または合金、例えばステンレス鋼、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−ＣｒおよびＦｅ−Ｃｏ−Ｖ合金、有機ポリラジカル、例えば有機ラジカルを側鎖に有するポリマー、有機ラジカルを有する主鎖共役ポリマー、二次元ポリラジカル、側鎖として常磁性金属ポルフィリンを含むポリマー、常磁性金属イオン、例えばＣｕ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）またはＶＯ（ＩＩ）を主鎖に含むポリマー。他の好都合な磁性材料は、例えばＭａｒｖｉｎ  Ｃａｍｒａｓによる「磁気記録ハンドブック（Magnetic Recording Handbook）」、ヴァン・ノストランド・ラインホルド社（Van Norstrand Reinhold Co.）、（１９８８年）；およびＫ.  Ｔａｋｅｍｏｔｏ、Ｒ．Ｍ．  ＯｔｔｅｎｂｒｉｔｅおよびＭ．  Ｋａｍａｃｈｉ編、「機能性モノマーおよびポリマー（Functional Monomers and Polymers）」におけるＭ．  Ｋａｎａｃｈｉ、「磁性ポリマー（Magnetic Polymers）」、マーセル・デッカー社（Marcel Dekker, Inc.）、（１９９７年）に見ることができる。
【００２２】
有機ポリラジカルの詳細な例には、上記の文献およびいくつかの米国特許（例えば米国特許第４，６３１，３２８号、同第４，５９４，４００号、同第４，５５２，９２８号および同第４，７６９，４４３号）に示されるものが含まれるが、これらに限定されない。Ｋａｎａｃｈｉにより「磁性ポリマー」に示される有機ポリラジカルには、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルを側鎖として含むもの、熱アニールしたポリフェニルアセチレン、フェノキシまたはニトロキシラジカルを有するもの、ペンダントニトロニルニトロキシドまたはｔ−ブチルニトロキシルを有するポリ（１，３−フェニレンエチニレン）、二次元ポリマー、例えば１，３，５−トリアミノベンゼンをイオジンと反応させて得られるもの、インディゴ由来の繰り返し単位を有するもの、Ｎ’，Ｎ’−（１，４−フェニレン）ビスマレアミドおよび１，３−ビス−（３−シドノン）の触媒フリーの１，３−双極付加環化により得られるもの、常磁性イオンを側鎖または主鎖のいずれかに有するものが含まれる。常磁性イオンを側鎖に有するものには、テトラフェニルポルフィリン（ＴＰＰ）成分を有するもの、特に常磁性金属イオン、例えばＣｕ（ＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）、ＶＯ（ＩＩ）およびＣｏ（ＩＩ）に由来するもの、およびトルエン中でのＴＰＰ−Ｍｎ（ＩＩ）およびテトラシアノエチレンの反応に由来するものが含まれる。常磁性イオンを主鎖に有するものには、Ｃｕ（ＩＩ）およびＶＯ（ＩＩ）のヘテロ二核錯体、無機ポリマー、規則的に交互に位置する磁気中心を有するＭｎＣｕ（ｐｂａＯＨ）（Ｈ２Ｏ）３（式中、ｐｂａＯＨは２−ヒドロキシ−１，３−プロピレンビス（オキサメート）である）、２−置換４，４，５，５−テトラメチルイミダゾリン−１−オキシル−３−オキシドから成る、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）またはＭｎ（ＩＩ）に由来するポリマー、Ｍ（ｈｆａｃ）２（ＮＩＴ）Ｒ（式中、ＭはＣｕ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）またはＭｎ（ＩＩ）であり、（ＮＩＴ）Ｒは２−アルキル−４，４，５，５−テトラメチルイミダゾリン−１−オキシル−３−オキシドであり、およびｈｆａｃはヘキサフルオロアセチルアセトネートである）の直鎖ポリマー、および三次元構造体、例えば（ｒａｄ）２Ｍｎ２［Ｃｕ（ｏｐｂａ）］３（ＤＭＳＯ）２：２Ｈ２Ｏ（式中、ｒａｄは２−（４−Ｎ−メチルピリジニウム）−４，４，５，５−テトラメチルイミダゾリン−１−オキシル−３−オキシドであり、ｏｐｂａはｏ−フェニレンビス（オキサメート）であり、およびＤＭＳＯはジメチルスルホキシドである）が含まれる。他のポリマー性ラジカル含有化合物（ラジカルおよびその位置により同定される）には、米国特許第４，６３１，３２８号（種々の染料［アントラキノン、スチルベン、モノ−、ビス−、トリス−アゾ］、側鎖）、同第４，５９４，４００号（チオキサントン、側鎖）、同第４，５５２，９２８号（ジ−およびトリフェニルアミン、側鎖）および同第４，７６９、４４３号（ピペリジン、側鎖）に記載されるようなものがある。これら有機ポリラジカルのいくつかは、プレポリマー混合物中でラジカル前駆体を重合させ、そしてラジカルに変換することを含む方法により調製できる。
【００２３】
ＭＰＤおよびＥＭＰＤの１つの態様において、コントラスト着色剤粒子は着色剤粒子（例えばＴｉＯ２、ＺｎＯまたは有機色素、例えばカーボンブラック、フタロシアニンおよび他の有機色素）を磁気材料で、例えばスパッタリング、真空蒸着、電着、電気メッキまたは無電界メッキによってコーティングすることにより磁化できる。ＭＰＤおよびＥＭＰＤのもう１つの態様においては、着色剤色素粒子をポリマーマトリックス中でマイクロカプセル化し、マイクロカプセル化プロセスの前に磁性粒子を色素粒子と混合する。この場合、サブミクロンの磁性または金属粒子が最も好ましい。ＭＰＤおよびＥＭＰＤの更なる態様においては、着色剤粒子は粒子を上述の有機ポリラジカルまたは磁性ポリマーでコーティングまたはカプセル封入することによって磁化する。
【００２４】
磁化粒子は帯電していても、帯電していなくてもよい。同様に、コントラスト着色剤粒子も帯電していても、帯電していなくてもよい。帯電粒子の場合、これは元々電荷を示しても、あるいは帯電制御剤を用いて顕在化するように帯電させてもよく、あるいは懸濁媒体に懸濁させたときに電荷を得てもよい。適当な帯電制御剤は当該技術分野において周知であり、本来的にポリマー性のものであっても、非ポリマー性のものであってもよく、また、イオン性であっても、非イオン性であってもよい。高い画像安定性、低い粘度、ならびに沈降、クリーミング、凝集およびネットワーク形成に抗する高い分散安定性を有する粒子が好ましい。
【００２５】
図１は磁気泳動ディスプレイを図示する。ディスプレイセル（１１）が基板の２つの層（１２および１３）の間に挟持されている。２つ層の少なくとも一方は透明であり、透明な層（１２）が表示側にある。セルには、透明（コントラスト）色の溶液に分散した反射性または白色（原色）の非帯電磁性粒子（１４）が充填されている。この場合に好都合な磁性粒子には金属粒子または例えばスパッタリング、真空蒸着、電着、電気メッキ、無電界メッキによって作製された金属化粒子、磁性ポリマーでコーティングまたはマイクロカプセル化されたＴｉＯ２およびＺｎＯなどの白色色素粒子、および白色粒子と磁性粒子、特に金属粒子との混合物を含有するマイクロカプセルが挙げられる。可視光散乱範囲より十分に小さい粒子寸法（０．２〜０．４マイクロメートル）を有する染料または着色剤色素が透明コントラスト色溶液を調製するのに好都合である。
【００２６】
まず、ディスプレイの表示側（１２）に配置された磁気イレーサ（１５）を適用することによって、反射性または白色（原色）磁性粒子の全部が表示側へ引き寄せられ、これにより、粒子の色が背景として見られる。このデザインでは、磁気書込ヘッド（１６）は非表示側（１３）の後方に配置されている。書込ヘッドはＰＣまたはタブレット（図示せず）で制御する。書込ヘッドをオンにすると、白色粒子は非表示側へ引き寄せられる。白色または反射性粒子が非表示側にある領域では、分散媒体の色（すなわちコントラスト色）が表示側から見られ、よって、コントラスト色・オン・白色またはコントラスト色・オン・原色（白色上のコントラスト色または原色上のコントラスト色、以下同様に表現する）の画像を生じる。
【００２７】
図２はＭＰＤの別の態様を図示し、この態様においても、セル（２１）に透明コントラスト色の溶液に分散した帯電していない反射性または白色（原色）磁性粒子（２４）が充填されている。このデザインでは、磁気イレーサデバイス（２５）は非表示側（２３）の後方に配置されている。まず、イレーサにより白色または反射性磁性粒子を非表示側へ引き寄せてコントラスト背景色（すなわち分散媒体の色）が表示側（２２）から見られるようにする。このデザインでは、表示側に配置された磁気書込デバイスまたはライター（writer）（２６）により画像を生じさせることができる。ライター（２６）をオンにし、イレーサ（２５）をオフにすると、白色または反射性磁性粒子は表示側へ引き寄せられ、よって、白色・オン・コントラスト色または原色・オン・コントラスト色の画像を生じる。あるいは、磁気書込ヘッド（２６）の代わりに磁気ペン（２６ａ、表示側にあり）を用いて同様の画像区別（discrimination）を行うことができる。
【００２８】
図３はもう１つの別の態様であって、コントラスト色の透明溶媒に分散した帯電した白色（原色）または反射性磁性粒子（３４）がセルに充填されている態様を図示する。ディスプレイセル（３１）が基板の２つの層（３２および３３）の間に挟持されている。２つ層の少なくとも一方は透明であり、透明な層（３２）が表示側にある。しかしながらこのデザインでは、導体フィルムの層（３８）がセル（３１）と非表示側にある基板の層（３３）との間に配置されている。磁気イレーサ（３５）は表示側に配置されている。磁気消去（またはイレース）手段を適用することによって、白色または反射性の磁性粒子は表示側へ引き寄せられ、よって、白色または原色の背景を生じる。このデザインでは、非表示側の後方に配置された磁気書込ヘッド（３６ａ）（図３Ａ）または表示側にある高電圧電気書込ヘッド（図３Ｂに図示せず）または高電圧電気ペン（３６ｂ）（図３Ｂ）のいずれによっても画像を形成できる。第１のシナリオ（または筋書きもしくは機構）では、磁気書込ヘッドを適用するものとし、白色（原色）粒子を非表示側へ引き寄せて、コントラスト色・オン・白色（またはオン・原色）の画像を形成する。第２のシナリオでは、高電圧電気書込ヘッドまたは電気ペンを使用するものとし、電気ペンおよび導体フィルム層（３８）に電圧を印加することによって画像を形成できる。例えば、導体フィルムが粒子と反対の極性を有し、電気書込ヘッドまたはペンが粒子と同じ極性を有する場合、白色または原色粒子は必然的に非表示側へ移動し、同様に、コントラスト色・オン・白色（または原色）の画像を形成する。この態様は好ましいものの１つである。
【００２９】
本発明のまた更なる態様として、黒色または着色された磁性粒子および白色の非磁性粒子の混合物が無色透明の溶媒に分散している態様がある。粒子は帯電していても、帯電していなくてもよい。双方の種類の粒子が帯電している場合、同じ極性を有することが好ましい。これらの態様およびその他を図４〜９に図示する。
【００３０】
図４に示すようなデザインでは、双方の種類の粒子（４４）が帯電していない。このデザインは導電性フィルム層を含まない。磁気イレーサ（４５）は非表示側（４３）の後方に配置されている。イレーサヘッドを適用すると、黒色またはカラーの（または着色された）磁性粒子は非表示側へ引き寄せられ、他方、白色非磁性粒子は分散媒体中でランダムに分散しており、よって、白色の背景色を生じる。このデザインにおいて書込手段（４６）は表示側（４２）に配置され、書込手段は磁気書込ヘッドまたは磁気ペンのいずれであってもよい。磁気書込ヘッドまたは磁気ペンをオンにすると、黒色またはカラーの磁性粒子が表示側へ引き寄せられて、黒色（コントラスト色）・オン・白色の画像を生じる。これもまた好ましい態様の１つである。
【００３１】
図５は本発明の態様であって、帯電した黒色またはカラーの磁性粒子および帯電した白色非磁性粒子の混合物が無色透明の溶媒に分散している態様を図示する。このデザインは導電性フィルム層（５８）も含んでいる。この場合、電気消去手段（５５）が表示側（５２）に配置され、これは高電圧電気イレーサヘッドまたはマニュアル高電圧電気イレーサであってよい。白色および黒色の粒子は反対の電荷極性または同じ極性を有していてよい。同じ極性を有する場合、２種類の粒子は画像識別のために電気泳動移動度に十分な差を有する必要がある。導電性フィルム層（５８）は黒色粒子と反対の極性を有し、電気消去手段は黒色粒子と同じ極性を有する。これにより、黒色またはカラーの磁性粒子は電気力により非表示側（５３）へ移動し、白色粒子は表示側へ移動し、あるいは大部分が分散媒体中でランダムに分散したままであり、よって、白色背景が形成される。白色背景は磁気消去手段を非表示側から適用することによっても得ることができる。本態様において書込手段（５６）も表示側にあり、これは磁気書込ヘッドまたは磁気ペンのいずれであってもよい。磁気書込手段を適用すると、黒色磁性粒子を表示側へ引き寄せて、黒色（コントラスト色）・オン・白色の画像を生じる。
【００３２】
別法では、図６に示すように、電磁気泳動ディスプレイは無色透明の溶媒に分散した、帯電した黒色またはコントラスト色（またはカラー）の磁性粒子および帯電していない白色の非磁性粒子の混合物を有していてよい。電気消去手段（６５）を表示側から適用すると（但し、導電性フィルム層は黒色またはカラーの粒子と反対の電荷極性を有し、電気消去手段は同じ極性を有するものとする）、黒色またはカラーの粒子のみが非表示側へ移動し、白色の粒子は分散媒体中でランダムに分散して、白色の背景色が表示側から見られることとなる。白色背景は磁気消去手段を非表示側から適用することによっても得ることができる。このデザインにおいて書込手段（６６）も表示側にあり、これは磁気書込ヘッド、磁気ペン、高電圧電気書込ヘッドまたは高電圧書込ペンであってよい。図６に示すように、磁気書込手段を適用すると、黒色またはコントラスト色の磁性粒子を表示側へ引き寄せて、黒色（コントラスト色）・オン・白色の画像を生じる。黒色粒子と反対の極性を有する電気書込手段を適用すると、書込手段は黒色粒子を表示側へ引き寄せて、同様に、黒色（コントラスト色）・オン・白色の画像を生じる。
【００３３】
図７はＭＰＤのもう１つの態様を図示する。このデザインは、無色透明の溶媒に分散した、帯電していない白色または反射性の磁性粒子および帯電していないコントラスト色または黒色の非磁性粒子の混合物を用いるものである。このデザインは導電性フィルム層を含んでいない。磁気イレーサヘッド（７５）が非表示側の後方に配置されている。イレーサヘッドを適用すると、白色磁性粒子は非表示側へ引き寄せられ、他方、黒色またはカラーの非磁性粒子は分散媒体中でランダムに分散し、よって、黒色またはコントラスト色の背景を生じる。このデザインにおいて書込手段（７６）は表示側にあり、書込手段は磁気書込ヘッドまたは磁気ペンのいずれであってもよい。磁気書込ヘッドまたは磁気ペンをオンにすると、白色または反射性の磁性粒子は表示側へ引き寄せられ、よって、白色（反射性）・オン・黒色（コントラスト色）の画像を生じる。
【００３４】
図８はＥＭＰＤの更なる態様を図示する。この態様においては、帯電した白色または反射性の磁性粒子および帯電した黒色またはコントラスト色の非磁性粒子の混合物が無色透明の溶媒に分散している。このデザインは導電性フィルム層（８８）も含んでいる。この場合、消去手段（８５）が表示側に配置され、これは高電圧電気イレーサヘッド、マニュアル高電圧電気イレーサ、磁気イレーサヘッドまたはマニュアルイレーサヘッドであってよい。１つのシナリオでは、２種類の粒子は反対の電荷を帯びていてよく、導電性フィルム層は白色または反射性の磁性粒子と同じ極性を有し、電気消去手段は反対の極性を有する。換言すれば、導電性フィルム層は黒色またはカラーの非磁性粒子と反対の極性を有し、電気消去手段は黒色の非磁性粒子と同じ極性を有する。これにより、白色または反射性の粒子は電気力により表示側へ移動し、白色または反射性の背景色を形成する。もう１つのシナリオでは、白色または反射性の背景色は表示側に配置された磁気消去手段によっても形成できる。本態様において書込手段（８６）も表示側にあり、これは高電圧書込ヘッドまたは高電圧ペンのいずれであってもよい。電気書込手段を適用すると、これは黒色またはコントラスト色の非磁性粒子を表示側へ引き寄せて（但し、電気書込手段は白色または反射性の磁性粒子と同じ極性であるが、黒色またはカラーの非磁性粒子と反対の極性を有するものとする）、よって、黒色（コントラスト色）・オン・白色（反射性）の画像を生じる。これもまた好ましい態様の１つである。
【００３５】
別法では、このデザインにおける黒色またはコントラスト色の非磁性粒子は帯電していないか、または磁性粒子と同じ極性の電荷を帯びているが電気泳動移動度が著しく低い。これにより、図９に示すシナリオでは、電気消去手段（９５）を表示側から適用すると（但し、導電性フィルム層は白色または反射性の磁性粒子と反対の極性を有し、電気消去手段は同じ極性を有するものとする）、白色または反射性の粒子のみが非表示側へ移動し、黒色またはコントラスト色の粒子は分散媒体中でランダムに分散したままであり、黒色またはコントラスト色の背景が表示側から見られることとなる。黒色またはコントラスト色背景は磁気消去手段を非表示側から適用することによっても得ることができる。本態様において書込手段（９６）も表示側にあり、これは磁気書込ヘッド、磁気ペン、高電圧電気書込ヘッドまたは高電圧書込ペンであってよい。図９に示すように、磁気書込手段を適用すると、白色または反射性の粒子（これは磁性を有する）を表示側へ引き寄せて、白色（反射性）・オン・黒色（コントラスト色）の画像を生じる。電気書込手段を適用すると、白色または反射性の粒子は同様に表示側へ引き寄せられて、白色（反射性）・オン・黒色（コントラスト色）の画像を生じる。
【００３６】
図１０はＥＭＰＤの好ましい態様を図示する。セル（１００）が基板の２つの層（１０２および１０３）の間に挟持され、適切に規定された寸法、形状およびアスペクト比を有し、そしてポリマー性封止層（１０４）で個々に封止されている。このディスプレイは、基板（１０２）とポリマー性封止層（１０４）との間に追加の接着剤層（図示せず）を場合により含んでいてよい。電磁気泳動流体（１０１）に懸濁した粒子（１０５）は磁化されており、および場合により帯電している。本発明の電磁気泳動ディスプレイ（ＥＭＰＤ）は基板（１０３）と電磁気泳動流体（１０１）との間にポリマー性層（図示せず）を更に含んでいてよい。「マイクロカップ」に基づくセルは国際公開第０１／６７１７０号および関連出願に記載されるようにマイクロエンボス加工によりまたはフォトリソグラフィーにより作製することができる。場合により、セル（１００）と２つの基板層（１０２および１０３）のうちの一方との間に導体フィルム層（１０６）が配置されていてよい。説明したこのデバイスは図１〜９に図示したような記録手段および場合により消去手段を有する。
【００３７】
上記で詳細に例示した態様が全てではないことは明らかである。以下の要素を変えることによって、様々な磁気泳動および電気−磁気泳動を構築できることが理解されるべきである。
１）ある単一色の磁性粒子であって、
ｉ）帯電していても、
ｉｉ）帯電していなくてもよいもの
２）２種類の色（原色またはコントラスト色）粒子であって、一方は磁化しており、および
ａ）双方の種類の粒子が帯電しておらず、
ｂ）それらの一方のみが帯電しており、
ｃ）双方が帯電しているが、反対の電荷を帯びており、
ｄ）双方が同じ極性の電荷を帯びているが、それらの一方は他方より著しく高い電気泳動移動度を有するもの
３）粒子が分散する溶媒の色
４）電気消去手段または磁気消去手段
５）消去手段は表示側または非表示側にあってよい
６）電気書込手段または磁気書込手段
７）書込手段は表示側または非表示側にあってよい
【００３８】
図１１は本発明のために電気ホワイトボードを形成するように封止されたＥＰＤマイクロカップ（１５０）の基本的構造を示す。電気泳動分散物（１６０）がマイクロカップに収容されており、マイクロカップは５〜１００マイクロメートル（５〜１００μｍ）の範囲にあるマイクロカップ深さを有し、保護層（１６５）およびコモン電極層（１７０）で囲まれている。ＥＰＤセルの上部表示側には約３〜３０マイクロメートルの層厚さを有するポリマー層として形成された保護層（１６５）がある。保護層（１６５）を形成するための材料は透明な耐擦過性ポリマー材料である。この保護層を形成するために選択した材料に応じて、保護層は２〜５００ミクロン（２〜５００μｍ）の間の範囲にある厚さを有し得る。ＥＰＤセルの駆動電圧要件は保護層の厚さおよび保護層の材料と直接関係している。駆動電圧を低くするため、この層は可能な限り薄くし、体積抵抗率が１０Ｅ７オーム・ｃｍ〜１０Ｅ１２オーム・ｃｍの範囲にあるようにすることが非常に望ましい。底部の層はアルミニウム−ＰＥＴまたは銅−ＰＥＴ層により形成され得るコモン電極層（１７０）である。
【００３９】
図１１に示すように封止したマイクロカップセル（１５０）の各々に充填される分散物（１６０）は、誘電性溶媒に分散した電荷を帯びた色素粒子を含む。この分散物は当該分野において周知の方法、例えば米国特許第６，０１７，５８４号、第５，９１４，８０６号、第５，５７３，７１１号、第５，４０３，５１８号、第５，３８０，３６２号、第４，６８０，１０３号、第４，２８５，８０１号、第４，０９３，５３４号、第４，０７１，４３０号、第３，６６８，１０６号およびアイ・イー・イー・イー・トランス・エレクトロン・デバイシィーズ（IEEE Trans. Electron Devices）、ＥＤ−２４、８２７頁（１９７７年）およびジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（J. Appl. Phys.）４９（９）、４８２０頁（１９７８年）に記載されるような方法により調製することができる。帯電色素粒子は、この粒子が中で懸濁する媒体と視覚的にコントラストを為す。この媒体は誘電性溶媒であり、粒子の大きい移動度のためには、小さい粘度および約２〜約３０、好ましくは約２〜約１５の範囲にある誘電率を有することが好ましい。適当な誘電性溶媒の例には以下のものが含まれる：炭化水素、例えばデカヒドロナフタレン（デカリン（DECALIN））、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油；芳香族炭化水素、例えばトルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼンおよびアルキルナフタレン；ハロゲン化溶媒、例えばパーフルオロデカリン、パーフルオロトルエン、パーフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオライド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロ−ベンゼン、ジクロロノナン、ペンタクロロベンゼン、ならびにパーフルオロ溶媒、例えばＦＣ−４３、ＦＣ−７０およびＦＣ−５０６０（３Ｍ社（3M Company、ミネソタ州セントポール）製）；低分子量のハロゲン含有ポリマー、例えばポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）（ティシーアイ・アメリカ（TCI America、オレゴン州ポートランド）製）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、例えばハロカーボン・オイル（Halocarbon Oils）（ハロカーボン・プロダクト社（Halocarbon Product Corp.、ニュージャージー州リバーエッジ）製）、パーフルオロポリアルキルエーテル、例えばガーデン（Galden）（オーシモント（Ausimont）製）またはクライトックス・オイル（Krytox Oils）およびグリースＫ−フルイッド・シリーズ（Greases K-Fluid Series）（デュポン（DuPont、デラウェア州）製）。１つの好ましい態様では、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）を誘電性溶媒として使用する。もう１つの好ましい態様では、ポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）を誘電性溶媒として使用する。
【００４０】
懸濁媒体は染料または色素（顔料）により着色できる。ノニオン性アゾおよびアントラキノン染料が特に好都合である。好都合な染料の例には次のものが含まれるが、それらに限定されるものではない：オイル・レッド（Oil Red）ＥＧＮ、スーダン・レッド（Sudan Red）、スーダン・ブルー（Sudan Blue）、オイル・ブルー（Oil Blue）、マクロレックス・ブルー（Macrolex Blue）、ソルベント・ブルー（Solvent Blue）３５、ピラム・スピリット・ブラック（Pylam Spirit Black）およびファスト・スピリット・ブラック（Fast Spirit Black）（ピラム・プロダクツ社（Pylam Products Co.、アリゾナ州）製）、スーダン・ブラック（Sudan Black）Ｂ（アルドリッチ（Aldrich）製）、サーモプラスチック・ブラック（Thermoplastic Black）Ｘ−７０（バスフ（BASF）製）、アントラキノン・ブルー（anthroquinone blue）、アントラキノン・イェロー（anthroquinone yellow）１１４、アントラキノン・レッド（anthroquinone red）１１１、１３５、アントラキノン・グリーン（anthroquinone green）２８（アルドリッチ製）。非溶解性色素の場合、媒体の色をもたらす色素粒子を誘電性媒体中に分散させてもよい。これらの色粒子は帯電していないのが好ましい。媒体中で色を生じさせる色素粒子が帯電している場合、それらは帯電色素粒子の電荷と反対の電荷を帯びているのが好ましい。双方の種類の色素粒子が同じ電荷を帯びている場合、これらは、異なる電荷密度または異なる電気泳動移動度を有する必要がある。いずれにせよ、媒体の色を生じさせる染料または色素は、化学的に安定であり、また、懸濁物中の他の成分と適合性（または相溶性）である必要がある。
【００４１】
帯電色素粒子は有機または無機色素であってよく、例えばＴｉＯ２、フタロシアニン・ブルー（phthalocyanine blue）、フタロシアニン・グリーン（phthalocyanine green）、ジアリリド・イェロー（diarylide yellow）、ジアリリド（diarylide）ＡＡＯＴイェロー（yellow）、およびキナクリドン（quinacridone）、アゾ（azo）、ローダミン（rhodamine）またはペリレン（perylene）色素シリーズ（サン・ケミカル（Sun Chemical）製）、ハンサ・イェロー（Hansa yellow）Ｇパーティクルズ（particles）（関東化学製）、およびカーボン・ランプブラック（Carbon Lampblack）（フィッシャー（Fisher）製）であってよい。サブミクロンの粒子寸法が好ましい。粒子は、許容できる光学的性質を有する必要があり、誘電性溶媒によって膨潤したり、軟化してはならず、また、化学的に安定である必要がある。また、得られる懸濁物は通常の使用（または操作）条件において沈降、クリーミングまたは凝集に抗して安定である必要がある。
【００４２】
色素粒子は元々電荷を示しても、あるいは帯電制御剤を用いて顕在化するように帯電させてもよく、あるいは誘電性溶媒に懸濁させたときに電荷を得てもよい。適当な帯電制御剤は当該技術分野において周知であり、これは本来的にポリマー性のものであっても、非ポリマー性のものであってもよく、また、イオン性または非イオン性であってもよく、例えば以下のイオン性界面活性剤を含む：エアロゾル（Aerosol）ＯＴ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、金属石鹸、ポリブテンスクシンイミド、無水マレイン酸コポリマー、ビニルピリジンコポリマー、ビニルピロリドンコポリマー（例えばガネックス（Ganex、インターナショナル・スペシャルティ・プロダクツ（International Specialty Products）製））、（メタ）アクリル酸コポリマー、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートコポリマー。フルオロ界面活性剤はパーフルオロカーボン溶媒における帯電制御剤として特に好都合である。それにはＦＣフルオロ界面活性剤、例えばＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−１７１、ＦＣ−１７６、ＦＣ４３０、ＦＣ４３１およびＦＣ−７４０（３Ｍ社製）およびゾニル（Zonyl）フルオロ界面活性剤、例えばゾニルＦＳＡ、ＦＳＥ、ＦＳＮ、ＦＳＮ−１００、ＦＳＯ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＤおよびＵＲ（デュポン製）が含まれる。
【００４３】
適当な帯電色素分散物は周知のいずれの方法で製造してもよく、そのような方法には粉砕（grinding）、摩砕（milling）、摩擦（attriting）、マイクロ流動化（microfluidizing）および超音波を利用する技術が含まれる。例えば、微粉末の形態の色素粒子を懸濁溶媒に加え、得られる混合物を数時間、ボールミルで粉砕または摩滅させて、非常に凝集した乾燥色素粉末を一次粒子に解砕する。好ましさは劣るが、懸濁媒体の色を生じる染料または色素をボールミル処理の間、懸濁物に加えてよい。
【００４４】
色素粒子の沈降またはクリーミングは、誘電性溶媒に対して比重を適合化するのに適当なポリマーで粒子をマイクロカプセル化することによって解消できる。色素粒子のマイクロカプセル化は化学的または物理的に行うことができる。典型的なマイクロカプセル化方法には界面重合、イン・シトゥー重合、相分離、コアセルベーション、静電コーティング、噴霧乾燥、流動床コーティングおよび溶媒蒸発が含まれる。
【００４５】
黒／白電気泳動ディスプレイの場合、懸濁物は、黒色溶媒中に分散した酸化チタン（ＴｉＯ２）の帯電白色粒子または誘電性溶媒中に分散した帯電黒色粒子を含む。黒色染料または染料混合物、例えばピラム・スピリット・ブラックおよびファスト・スピリット・ブラック（ピラム・プロダクツ社（アリゾナ州）製）、スーダン・ブラックＢ（アルドリッチ製）、サーモプラスチック・ブラックＸ−７０（バスフ製）または非溶解性黒色色素、例えばカーボンブラックを使用して溶媒の黒色を発現させることができる。他の着色した懸濁物の場合、多くの可能性がある。減法混色の表色系の場合、帯電ＴｉＯ２粒子をシアン、イェローまたはマゼンタ色の誘電性溶媒に懸濁させてよい。シアン、イェローまたはマゼンタ色は、染料または色素を使用することによって発現させることができる。加法混色の表色系の場合、帯電ＴｉＯ２粒子を、同様に染料または色素を使用することによって発現させた赤、緑または青色の誘電性溶媒に懸濁させてよい。赤、緑、青色系が多くの用途に好ましい。
【００４６】
図１２は本発明の電気的な電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）ホワイトボード（１８０）の水平断面図を示す。このＥＰＤホワイトボードは、情報を表示するためおよび電気ペン（１７５）でボードに書き込むために、耐擦過性保護層（１６５）（図１１を参照のこと）により保護された表示および書込側（１９０）を有して形成される。ＥＰＤウェブ（２００）が２つのローラに巻き付けられており、ディスプレイを新しくするため、表示されおよび書き込まれた情報のハードコピーを得るため、または表示されおよび書き込まれた情報をホワイトボードから消去するためにＥＰＤウェブ（２００）は裏側へ回転できるようになっている。ホワイトボードに表示されおよび書き込まれた情報のハードコピーを得るために、リニアスキャナ（２１０）がホワイトボード面をスキャンするように裏側（または裏面）に設けられる。このスキャナ（２１０）はハードコピーを印刷し、またはスキャンした画像をデータ格納デバイスに格納するためにプリンタまたは入力デバイスに、またはデータ格納デバイスに（本発明の本質の説明における簡潔さおよび明瞭さのために図示せず）接続される。高電圧電気イレーサヘッド（２２０）を適用し、これによりＥＰＤウェブのＥＰＤセルを予め調整し、また、書込ヘッドのアレイを含み得る高電圧書込ヘッド（２３０）を５０〜２０００ボルトの間の電圧を印加しながら適用することによってＥＰＤウェブに書き込める状態にする。ホワイトボードに情報を表示しおよび書き込む際の電子ホワイトボードの安全動作および性能安定性を確保するために、放電ローラ（２４０）を用いてＥＰＤを放電させる。電気ペンは高電圧源により電力供給され、そして、電気書込ヘッド（２３０）によりボードに書き込まれた表示情報が加えられたボードに追加の情報をマニュアルで書き込める状態になっている。
【００４７】
図１３は本発明のＥＰＤホワイトボードの機能ブロックダイアグラムを示す。コントローラ回路および高電圧電源（２５０）を用いてＥＰＤウェブ（２００）に高い駆動電圧を付与する。その間、コントローラ（２５０）は電気書込ヘッド（１７５）に駆動制御信号およびデータを送信する。高電圧ＭＯＳＦＥＴを実装して、データおよび制御信号に基づいて電気ペンの書込ヘッド（１７５）をスイッチングするための書込ヘッドスイッチを形成するようにしてよい。また、コントローラ（２５０）はイメージスキャナ（２１０）、イレーサ（２２０）およびプリンタ（２７０）の動作も制御する。ホワイトボードに表示する画像はパーソナルコンピュータＰＣ（２６０）または他の画像およびデータ源から提供することができる。画像ライター（２３０）に設けられ得る高電圧書込ヘッドについての好ましい態様を図１４Ａ〜１４Ｃに示す。図１４Ａを参照して、書込ヘッド（２３０）には２つの交互の（intarlaced）列の形に配置されたプリントヘッド（または書込ピン、２８０）のアレイが含まれる。各書込ピン（２８０）はホワイトボードに画像を書き込むのにＥＰＤウェブ（２００）に対して適切な接触および圧力を提供するようにバネ式になっている。図１４Ｂおよび１４Ｃはプリント回路基板（ＰＣＢ）またはフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）（２８５）に形成された書込ピン（２８０）の構造を示す２つの垂直断面図である。図１４Ｂでは、ＰＣＢまたはＦＰＣ（２８５）にブラインド（一方の面が覆われた）スルーホール（２９０）が形成されて、スルーホール（２９０）を覆うため、および書込ペン（２８０）を支持するための平坦なプラットフォーム（２８２）を形成している。図１４Ｃでは、ブラインドスルーホールを覆うプラットフォーム（２８２）の上に金、銀、ニッケルまたはこれら金属元素のうちの任意の組合せがめっきされて、書込操作の際のロバスト性（または堅牢性）が向上した滑らかな表面を提供するようになっている。一般的には各チャンネル間で重なる部分を要し、よって、少なくとも２つの列が必要である。ヘッドのレイアウトを簡単にするため、書込ピンの４つの列またはそれ以上の行が備えられることがある。これら全ての書込ピン（２８０）には同じ電圧が印加されなければならない。しかしながら、グレースケールＥＰＤの場合、異なるグレーレベルをもたらすため、各チャンネルに異なる電圧を印加してもよい。イレーサヘッド（２２０）に対しては、消去操作を実施するために逆の極性の電圧を印加する必要がある。リセット（完全消去）ヘッドについては、これはパネル面に亘って接触する金属バーまたはローラであってよい。マニュアル消去の場合、これは絶縁ハンドル付きの導電性発泡体を用いて実施できる。スキャナヘッド（２１０）は市場で現在一般的に入手可能なホワイトボードにおいて通常使用されているようなＣＣＤまたはＣＭＯＳリニアイメージセンサにより実現され得る。図１４Ｄおよび１４Ｅは別の（または代替の）好ましい態様の構造についての断面図である。これら２つの図面では、スルーホール（２９０）がＰＣＢ（２８５）に形成され、各スルーホールにはスルーホール（２９０）を取り囲む支持プラットフォーム（２８２’）がめっ��されている。そして、導電性ワイヤ（２８０’）が書込ヘッドとして機能するようにスルーホール（２９０）に挿入される。
【００４８】
本発明を現時点において好ましい態様に関して説明してきたが、このような開示内容は本発明を限定するものとして解釈されないことが理解される。上記の開示内容を読んだ当業者には種々の代替および改変が明白なものとなるであろうことは疑いない。よって、添付の特許請求の範囲は本発明の真の概念および範囲に属する限り、全ての代替および改変を包含するものとして解釈されるよう意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は本発明の磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図２】図２は本発明の磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図３Ａ】図３Ａは本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図４】図４は本発明の磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図５】図５は本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図６】図６は本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図７】図７は本発明の磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図８】図８は本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図９】図９は本発明の電磁気泳動ディスプレイについてのデザインを図示する。
【図１０】図１０はセルが個々に封止されている本発明の好ましい態様を図示する。
【図１１】図１１は電気泳動分散物が保護層とコモン電極層との間に挟持されている本発明の好ましい態様を図示する。
【図１２】図１２は本発明のホワイトボードディスプレイシステムの水平断面図を示す。
【図１３】図１３は本発明のホワイトボードディスプレイシステムの正面図を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは高電圧電気書込ヘッドの上面図を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは高電圧電気書込ヘッドの１つの垂直断面図を示す。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは高電圧電気書込ヘッドの１つの垂直断面図を示す。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは高電圧電気書込ヘッドの別の垂直断面図を示す。
【図１４Ｅ】図１４Ｅは高電圧電気書込ヘッドの別の垂直断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ｅ】
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【国際調査報告】
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