(57)【要約】電磁応答粒子用のポケットを有する基板を含有するアセンブリは、たとえばディスプレイ媒体、レンズ、およびカラー変化ファブリックを含む、様々な用途のために製造することができる。これらのポケットの構成は、以前に実現されたものよりも高い粒子密度を提供するように選択することができる。アセンブリには、アセンブリ基板（８４０）と、粒子と、上面被覆層（８４８）とが含まれる。
2004511012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの実質的に包囲された流体含有セルを画定するアセンブリ基板であって、各セルが、互いに流体連絡した複数のポケットを備え、各ポケットが、該ポケット内に少なくとも１つの電磁応答粒子を保有するように、アセンブリ基板によって画定されるアセンブリ基板と、
前記少なくとも１つのセルに配置され、かつ前記ポケット内に保有される複数の電磁応答粒子と、
を備えるアセンブリ。
【請求項２】
前記アセンブリは、前記複数の粒子が、印加電磁場に応じて移動して、前記アセンブリを照明する光を選択的に反射するように構成かつ配置されるディスプレイ媒体を形成する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記アセンブリ基板の各ポケットが、単一の粒子を含有する寸法を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記アセンブリ基板の各ポケットが、１から５μｍの側方隙間を開けて単一の粒子を含有する寸法を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセルの前記複数のポケットが、六方最密パターンに配置される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセルが、六角形の断面を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記アセンブリが、六方最密パターンに配置された複数のセルを備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記粒子が、２色粒子を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記アセンブリ基板の前記複数のポケットの少なくとも９９％が、少なくとも１つの粒子を含有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記アセンブリ基板が、各セルに対し複数のポストを形成し、それらポストが、隣接するポケットを分離する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記複数のポストが、隣接ポケット間の間隙位置に配置される、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記複数のポスト上に配置された間隙粒子をさらに備える、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
複数のポケットを画定するアセンブリ基板であって、該アセンブリ基板の各ポケットが、ポリマーフィルムのアブレーションによって形成されたポケットに対応するアセンブリ基板と、
前記基板の前記複数のポケットに配置される複数の粒子であって、それら粒子の各々が、該基板上での該粒子の状態を制御するために印加電磁場に応答する複数の粒子と、
前記複数の粒子と前記基板との上に配置される上面被覆層と、
を備えるアセンブリ。
【請求項１４】
前記複数のポケットが、レーザアブレーションによって前記ポリマーフィルムに形成される、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記アセンブリ基板が、前記ポリマーフィルムを型として使用して形成される、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記アセンブリ基板が、前記ポリマーフィルムを備える、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記アセンブリ基板の前記複数のポケットの少なくともいくつかに配置された第１誘電性流体をさらに備え、前記第１誘電性流体が、前記複数の粒子とは異なる色を有する、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１誘電性流体が、前記ポケットの第１サブセットに配置され、第２誘電性流体が、前記ポケットの第２サブセットに配置され、前記第１誘電性流体が、前記第２誘電性流体とは異なる色を有する、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
複数のポケットを画定するアセンブリ基板と、
前記複数のポケットの少なくとも第１サブセットに配置される複数の粒子であって、平均して前記第１サブセットの各ポケットがそれら粒子の少なくとも２つを含有し、それら粒子が、第１色を有し、かつ前記ポケット内の複数の粒子の位置を制御するために印加電磁場に応答するようになっている複数の粒子と、
前記複数のポケットの少なくとも前記第１サブセットに配置され、前記第１色とは異なる第２色を有する第１誘電性流体と、
を備えるアセンブリ。
【請求項２０】
前記複数のポケットの少なくとも第２サブセットに配置される第２誘電性流体をさらに備え、該第２誘電性流体が、前記第１色および前記第２色とは異なる第３色を有する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１サブセットの各ポケットが、少なくとも２５個の粒子を含有する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
複数の粒子の第２サブセットをさらに備え、該粒子の第２サブセットが、前記第１色および前記第２色とは異なる第３色を有し、かつ前記複数のポケットの第２サブセットに配置される、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記複数のポケットの前記第２サブセットに配置される第２誘電性流体をさらに備え、該第２誘電性流体が、前記第２色および前記第３色とは異なる第４色を有する、請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記複数のポケットの少なくとも前記第１サブセットに配置される複数の粒子の第２サブセットをさらに備え、該粒子の該第２サブセットが、前記第１色および前記第２色とは異なる第３色を有する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
前記アセンブリは、前記複数の粒子が、印加電磁場に応じて移動して、前記アセンブリを照明する光を選択的に反射するように構成かつ配置されるディスプレイ媒体を形成する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
前記複数のポケットが、少なくとも３つのサブセットに分割され、各サブセットが、フルカラーディスプレイを形成するために、適切に着色された複数の粒子と、内部に配置された流体とを有する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２７】
アセンブリの作製方法であって、
ポリマーフィルムを照射して、アブレーションにより該ポリマーフィルムの一部を除去し、複数のポケットを前記ポリマーフィルムに生成する工程と、
前記ポリマーフィルムを使用して、前記ポリマーフィルムの前記複数のポケットに対応する複数のポケットを有するアセンブリ基板を形成する工程と、
前記アセンブリ基板の前記複数のポケットに複数の粒子を配置し、それら粒子のそれぞれを、前記基板における該粒子の状態を制御するために印加電磁場に応じて移動するように構成かつ配置する工程と、
前記複数の粒子と前記アセンブリ基板の少なくとも一部との上に、上面被覆層を配置する工程と、
を含むアセンブリ作製方法。
【請求項２８】
前記アセンブリ基板を形成する工程が、前記複数のポケットを有する前記フィルムを前記アセンブリ基板として使用することを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アセンブリ基板を形成する工程が、複数のポケットを有するアセンブリ基板を形成するための型として前記フィルムを使用することを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記前記フィルムを型として使用する工程が、前記ポリマーフィルムの上にポリマー組成物を配置して、複数のポケットを有するアセンブリ基板を形成することを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記フィルムを型として使用する工程が、
前記ポリマーフィルムの上に組成物を配置することによって、前記フィルムの前記複数のポケットに対応する複数の突出部を有する第２型を形成することと、
前記第２型の上に第２組成物を配置することによって、前記第２型の前記複数の突出部に対応する複数のポケットを有する前記アセンブリ基板を形成することとを含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に、電磁応答粒子アセンブリに関し、より具体的には、電磁応答粒子を組み込んでいるポケットを有する粒子アセンブリと、粒子アセンブリを製造および使用する方法とに関する。
【０００２】
発明の背景
電磁応答粒子を有するアセンブリ（フィルム、膜、構造、または他の構成物など）を使用して、様々な製品を製造することができる。そのような製品には、ディスプレイ媒体、色変化ファブリック、レンズなどがある。これらのアセンブリは、印加電磁場の影響下にある電磁応答粒子の運動（回転または並進など）を使用して、たとえば、情報を表示し、アセンブリの色を変化させる。そのような粒子アセンブリを製造する一手法では、電磁場を印加して２色電磁応答粒子を回転させ、粒子の表面の２色の一方を視方向に向ける。視方向に向けられる特定の色は、印加電磁場の極性に依存する。多数の用途では、２色粒子は球形であり、２つのプレート間の誘電性液体またはフィルム基質に懸濁される。
【０００３】
フラットディスプレイ用および他の用途のアセンブリ（フィルムなど）を製造するためのこの手法および他の手法の潜在的な可能性は、まだ完全には実現されていない。既存の装置の欠点は、低コントラストと低解像度である。これらの装置は、通常、粒子の複数層を含み、または、最適実装構成に確実には配置されない粒子を有する。さらに、これまで生産された装置は、厚く、そのため、電磁応答粒子を活動化させるように十分強い電磁場を生成するために、大きな動作電圧を必要とする。
【０００４】
発明の概要
一般に、本発明は、電磁応答粒子用のポケットを有する基板を含有するアセンブリに関する。これらのポケットの構成は、以前に実現されたものより高い粒子密度を提供するように選択することができる。一実施形態は、アセンブリ基板と電磁応答粒子を含むアセンブリである。アセンブリ基板は、１つ以上の実質的に密閉された流体含有セルを画定する。各セルには、互いに流体連絡したポケットが含まれる。各ポケットは、ポケットの内部に少なくとも１つの電磁応答粒子を含むように、アセンブリ基板によって画定される。
【０００５】
他の実施形態は、アセンブリ基板と、粒子と、上面被覆層とを含むアセンブリである。アセンブリ基板は、アセンブリ基板においてポケットを画定する。アセンブリ基板の各ポケットは、ポリマーフィルムのアブレーションによって形成されたポケットに対応する。粒子は、基板のポケット内に配置され、粒子のそれぞれは、基板の粒子の状態（位置または配向など）を制御するために印加した電磁場に応じる。上面被覆層は、粒子と基板との上に配置される。
【０００６】
さらに他の実施形態は、ポケットを画定するアセンブリ基板と、ポケットに配置された粒子と、第１誘電性流体とを有するアセンブリである。このアセンブリの各ポケットは、平均して、少なくとも２つの粒子を有する。粒子は、着色され、基板の粒子の状態を制御するために印加電磁場に応答する。第１誘電性流体は、粒子とは異なる色を有し、ポケットの少なくともサブセットに配置される。任意に、第１誘電性流体および粒子とは異なる色を有する他の誘電性流体を、ポケットの他の基板に配置することができる。さらに、ポケットは、それぞれ、２５以上の粒子を含有することが可能である。
【０００７】
これらのアセンブリを使用して、ディスプレイ媒体（薄く、携帯式の電子ディスプレイ、または「電子ペーパー」など）、トラフィックおよび他の記号、ファブリック（カモフラージュファブリックまたは色変化ファブリックなど）、レンズ、フィルム、屋根（装飾用またはエネルギー吸収／反射用の色変化屋根など）、および他の製品などを含む、様々な製品を形成することができる。粒子は、たとえば、２色粒子（異なる色の半球を有する粒子など）、単一色粒子、３色以上の色を有する粒子、反射粒子、透明または半透明の粒子、アセンブリ基板とは異なる屈折率を有する粒子、上面被覆層、または粒子の周囲の誘電性流体、あるいは透過ウィンドウを有する粒子などでありうる。ポケットは、六方最密パターンまたは立方最密パターンを含む様々な規則パターンおよび不規則パターンで形成することができる。ポケットが、平均して、ポケットあたり約１つの粒子を有するアセンブリを形成することができる。ポケットが、平均して、ポケットあたり２つ以上の粒子を有し、通常２５以上の粒子を有する、他のアセンブリを形成することができる。
【０００８】
他の実施形態は、アセンブリを製造する方法である。ポリマーフィルムを照射して、アブレーションによって、ポリマーフィルムの一部を除去し、ポリマーフィルムにポケットを作製する。ポケットを有するアセンブリ基板は、ポリマーフィルムを使用して形成され、アセンブリ基板のポケットは、ポリマーフィルムのポケットに対応する。粒子をアセンブリ基板のポケットに配置する。粒子のそれぞれは、基板の粒子の状態を制御するために印加電磁場に応答する。最後に、上面被覆層を、粒子と、少なくともアセンブリ基板の一部との上に配置する。
【０００９】
この方法を使用して、上述したアセンブリのいずれも形成することができる。いくつかの例では、ポリマーフィルムは、アセンブリ基板として使用される。他の例では、ポリマーフィルムは、型として使用され、この型から、アセンブリ基板が形成される。
【００１０】
本発明の上記の概要は、本発明の開示した実施形態のそれぞれまたはすべての実施態様を説明することを意図していない。図および以下の詳細な説明は、これらの実施形態をより具体的に例示する。
【００１１】
本発明は、添付の図面に関して本発明の様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮する際に、より完全に理解することが可能である。
【００１２】
本発明は、様々な変更例および代替形態に修正可能であるが、具体的に図面に例として示しており、詳細に説明する。しかしながら、本発明は、説明した特定の実施形態に本発明を限定することを意図していない。対照的に、本発明は、本発明の精神と範囲の範囲内にあるすべての変更例、等価物、および代替物を包含する。
【００１３】
好適な実施形態の詳細な説明
本発明は、電磁応答粒子が電磁場の印加変化に応答して移動するアセンブリに適用可能である。本発明は、たとえばディスプレイ媒体（薄く、携帯式の電子ディスプレイ、または「電子ペーパー」など）、およびトラフィックまたは他の記号など、情報を表示するためのアセンブリに特に適用可能である。表示することができる情報には、たとえば、英数字文字、記号、図面、アートワーク、写真、グラフィック、フロアグラフィック、ビデオ信号、および他の表示などがあり、これらは、意味または表現（芸術的表現など）をディスプレイ媒体のユーザまたはビューワに伝達することができる。また、本発明は、たとえば、ファブリック（カモフラージュファブリックまたは色変化ファブリックなど）、レンズ、フィルム、屋根（装飾用またはエネルギー吸収／反射用の色変化屋根など、）、航空機の外板、研磨剤、医療用装置（温度センサなど）、装飾用カバー（壁紙、カーペット、ラグ、およびタペストリなど）、および他の製品などを含む、色変化および他の用途のアセンブリにも適用可能である。本発明は、高コントラスト、高解像度、低動作電圧、またはこれらの特性の組合わせを必要とする使用に特に適している。
【００１４】
電磁応答粒子
図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、アセンブリ基板における電磁応答粒子の例を示す。「電磁応答粒子」という用語は、電場、磁場、またはその両方の印加あるいは変化に、ある方式（たとえば回転またはそうでない場合移動によって）で応答する粒子を指す。この定義には、それぞれ電場または磁場の変化に応答する電気応答粒子と磁気応答粒子が含まれる。「電磁場」の印加または変化への言及は、電場、磁場、またはその両方の印加または変化を指す。例および説明は、本明細書では、電気応答粒子に影響を与える電場、電圧などの使用に関して提供される。磁場などと磁気応答粒子とを使用して、同様の効果を獲得することができることが理解されるであろう。
【００１５】
図１Ａと１Ｂの電磁応答粒子１０６は、通常、電気的または磁気的に非等方性である。図１Ｃの電磁応答粒子１２６は、等方性または非等方性とすることができる。十分に強い電磁場（電場または磁場など）をそのような粒子の無作為配向分布に印加することにより、通常、粒子は、より低い電位エネルギーまたは磁位エネルギーの位置に、回転または並進などで移動する。印加電磁場の変化により、回転または並進によって（たとえば、ある位置から他の位置へ移動して）、粒子の状態（配向または位置など）が変化することがある。
【００１６】
少なくともいくつかの実施形態では、粒子は、反射し、通常拡散反射する。光学的効果は、印加電磁場に応答した粒子の運動（回転または並進など）の結果として、粒子から反射された光を変調することによって得られる。透過粒子も使用することができるが、透過粒子は、より弱い輝度を光源からの等価な照明に提供する可能性があり、透過ディスプレイは、動作のために、追加のレンズおよび／または追加の層を必要とする可能性がある。
【００１７】
様々な異なるタイプの粒子を使用することができる。たとえば、適切なタイプの粒子には、２色粒子（たとえば異なる色の半球を有する粒子）、単一色粒子、３色以上を有する粒子、反射粒子、透明または半透明粒子、アセンブリ基板とは異なる屈折率を有する粒子、上面被覆層、または粒子の周囲の誘電性流体、および透過ウィンドウを有する粒子がある。粒子は、すべて、単数または複数の同じ色を有することができ、または粒子は、粒子の各サブセットが、異なる色と、任意に異なる電磁特性とを有する、サブセットに分割することができる。一実施形態では、アセンブリには、粒子の２つのサブセットが含まれ、一方のサブセットは、電磁場の印加または変化の際に、一方向に移動し、他のサブセットは、反対の方向に移動する。
【００１８】
たとえばアセンブリ基板のポケットの形状、粒子実装密度と分布、およびアセンブリの用途分野などに基づいて、所望するように、様々な形状の粒子を選択することができる。粒子は、球、ディスク状、楕円、円筒、角錐、立方体、矩形、薄片状とすることができ、またはあらゆる他の規則的または不規則な形状を有することができる。
【００１９】
粒子は、すべて同じ寸法を有することができる。あるいは、粒子は、ある範囲の寸法に分布することができる。分布の幅と寸法の範囲は、特定の応用分野または製品に望ましいように選択することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上の異なる寸法の粒子、またはマルチモード寸法分布を有する粒子を使用することができる。
【００２０】
図１Ａおよび１Ｂは、例として、２色粒子の使用を示すが、他のタイプの粒子も使用することができる。２色粒子１０６は、図示したように、通常、黒色または濃色などの第１色で形成された１つの半球１１２を有し、一方他の半球１１４は、白色または淡色などの光学的に対照的な第２色で形成される。様々な異なる２色粒子を、たとえば赤と白、緑と白、または青と白の半球（または、白あるいは黒と共にシアン、マゼンタ、あるいは黄色を使用する他の組合わせ）を有する粒子を含んでいるアセンブリに組み込むことができる。２色粒子１０６は、示した例では、電気的に非等方性であり、したがって、一方の半球は、電位によって、他方の半球より強く引きつけられ、または強く反発される。
【００２１】
一実施形態では、粒子１０６は、図１Ａに示したように、アセンブリ基板１０４のポケット１１０に配置される。アセンブリ基板１０４には、通常、ベース層と上面被覆層が含まれる。ポケット１１０の残りは、通常、誘電性液体である流体１０８（液体または気体）で充填され、この流体により、粒子１０６の移動が可能になる。上面被覆層は、粒子が通ってポケットに配置された開口を封止するために、ポケット１１０の上に配置される。
【００２２】
一実施形態では、液体をポケットに配置し、その後ポケットを封止する。この実施形態では、非膨張性またはわずかに膨張性のポリマーをセンブリ基板に使用するが、他のポリマー（膨張性ポリマーを含む）も許容可能である。ベース層または上面被覆層に適切な非膨張性ポリマーには、ポリウレタン、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、およびポリカーボネートなどがある。
【００２３】
他の実施形態では、粒子をベース層のポケットに配置し、次いで、上面被覆層を粒子とポケットの上に形成する。粒子１０６は、液体をアセンブリ基板に吸収することによって、アセンブリ基板１０４の内部を自由に回転する。液体は、アセンブリ基板を膨張させる。たとえば、低粘性シリコン油などの液体剤は、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第４，１２６，８５４号に記載されているように、硬化シリコンポリマー基質で製造されたアセンブリ基板に吸収される。液体は、アセンブリ基板１０４のポリマーによってのみ吸収され、粒子１０６によっては吸収されない。したがって、アセンブリ基板１０４の膨張により、ポケット１１０と粒子１０６の間に、隙間が形成され、または増大される。
【００２４】
例として、アセンブリ基板１０４は、Ｄｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｓｙｌｇａｒｄ１８２および１８４（Ｄｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｃｏｒｐ．（Ｍｉｅｌａｎｅ、ＭＩ））など、シリコンポリマーなどの浸透性材料から形成することができる。膨張液体は、通常、誘電性油である。シリコンポリマーと共に使用するのに適した誘電性油には、たとえば、Ｄｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　ＣＳ１０およびＣＳ２０と、Ｅｘｘｏｎ　ＩｓｏｐａｒＴＭＧ、Ｋ、およびＬ（Ｅｘｘｏｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ））などのシリコン油またはパラフィン油がある。
【００２５】
図１Ｂに示した他の手法を使用して、粒子１０６をアセンブリ基板１０４の内部に配置することができる。この手法では、粒子１０６は、たとえば、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５，６０４，０２７号に記載されているように、カプセル化シェル１１８の内部に包含された流体１１６の内部に懸濁される。次いで、シェル１１８内の粒子１０６は、アセンブリ基板１０４のポケットに分散される。マイクロカプセル化粒子を使用する利点は、アセンブリ基板１０４に使用した材料が、液体浸透性である必要がなく、したがって、材料のより多くの部分をポリマーアセンブリ基板１０４に使用することが可能になることである。
【００２６】
粒子アセンブリを形成するさらに他の手法を図１Ｃに示す。この手法では、粒子１２６は、アセンブリ基板１２４のポケット１２８に配置される。誘電性液体１３０も、ポケットに配置される。誘電性液体１３０は、一色（淡色または白色など）を有し、粒子１２６は、第２色（濃色または黒色など）を有する。粒子１２６は、印加電磁場に応答し、したがって、粒子１２６は、ポケット１２８の内部を上または下に移動する。粒子１２６が、視領域から遠ざかるように移動する場合、ポケット１２８は、誘電性液体１３０の色を有するように見える。粒子１２６が、視領域に向かって移動する場合、ポケット１２８は、粒子１２６の色を有するように見える。他の実施形態は、ポケットに同じ色の複数粒子を含む。代替として、２つの異なるタイプの粒子をポケットに配置することができる。各タイプは、異なる色と、印加された磁場または電場に対する異なる（反対など）応答とを有する。
【００２７】
個々のポケットの個々の粒子
様々なアセンブリ／ポケット構成を選択することができる。１つの構成には、粒子を個々の隔離ポケットに配置して、アセンブリを形成することが含まれる。図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、単一の粒子を含むように寸法決めされたポケットを示す。図６Ａに示した一実施形態では、ポケット４０２は、ポケット４０２に配置された電磁応答粒子４０６の上面が、ベース層の上面に近接するような深度まで、ベース層４００に形成される。図６Ｂに示した他の実施形態では、ポケット４０２は、粒子４０６が、ベース層４００から外へ出るように、より浅くなっている。ベース層のポケットの壁は、ポケットに配置された粒子の中点を超えて延びることが好ましい。図６Ｃに示した他の実施形態では、ポケット４０２は、粒子４０６が、ポケットの内部に完全にはまり込み、ベース層の上面４２０が、粒子の上面より上に位置するように、より深くなっている。
【００２８】
図６Ａおよび６Ｂに示した構成では、多数粒子を有するポケットの例はより少なくなることがある。図６Ａと６Ｃに示した構成が有利であることがあるが、その理由は、内部で粒子が回転または並進する液体をポケットに配置し、その後、上面被覆層を形成することができ、所望であれば、粒子の回転または並進を可能にするために、ポケットを膨張させる必要がないからである。
【００２９】
ポケットは、ポリマーフィルムの一部が、ポケットのそれぞれの間に配置されるように形成される。この実施形態では、最終粒子アセンブリポケットは、図２および３に示したように、互いに隔離される。最終粒子アセンブリでは、１つのポケットからの流体は、通常、他のポケットには流れ込まない。ポケット２０２、２０２’のそれぞれは、壁２０３、２０３’によって、隣接ポケットから分離される。
【００３０】
ポケットは、様々な方法を使用して形成することができ、方法には、たとえば、レーザアブレーション、フォトリソグラフィ、ローレット切り（参照によって本明細書に組み込まれた米国特許第４，５８８，２５８号などを参照）、ダイアモンドターニング（本明細書に援用されたＭｃＣｌｕｒｅ、Ｌａｓｅｒ　Ｆｏｃｕｓ　Ｗｏｒｌｄ、Ｆｅｂ．１９９１、９５〜１０５ページなどを参照）、硬化による型における鋳込み（参照によって本明細書に組み込まれた米国特許第５，１８３，５９７号および５，１７５，０３０号などを参照）、押出し成形、ステレオリソグラフィ、エッチング（反応性イオンエッチングなど）、および他のマイクロ複製技術などがある。ポケットは、たとえば図１４Ａから１４Ｃに示したように、円、楕円、正方形、矩形、六角形、および三角形の断面形状などを含めて、様々な断面形状（ポケットの上面から見て）で形成することができる。ポケットの形状は、所望であれば、粒子の形状と寸法に基づいて選択することができる。いくつかの実施形態では、ポケットの形状を変化させることができる。たとえば、ポケットは、視表面付近では六角形の断面を有し、ポケットの他端では、円形の断面を有することができる。
【００３１】
一例示として、ポケットは、１２５から２５０μｍの厚さのベース層に形成して、それぞれが、９０から１０５μｍの範囲の直径を有する単一の球形粒子を保有するようにすることができる。ポケットの深度は、たとえば、５０から１５０μｍの範囲とすることができる。
【００３２】
最終アセンブリのポケットは、粒子が回転または並進する隙間を提供するように、粒子の直径（または他の関連する長さの寸法）より広い最大幅を有する。しかしながら、単一粒子を保有するように構成されたポケットでは、粒子の直径に対し、ポケットが広くなると、所与の粒子の寸法と最小の壁の厚さとに対する粒子の実装密度が小さくなる（通常、画像飽和の損失を伴う）。ポケットの最大幅は、通常、たとえば、粒子の平均直径（または他の関連する長さの寸法）より少なくとも２％長い。いくつかの例では、ポケットの最大幅は、粒子の平均直径（または他の関連する長さの寸法）より少なくとも５％、１０％、または２０％長い。例として、ポケットは、少なくとも１から５μｍの側方隙間をポケットの粒子に与えるように製造することができる。ポケットの寸法に影響を与えることがある他のファクタには、粒子の寸法の分布と、使用するポリマーのタイプ（膨張性または非膨張性など）などがある。
【００３３】
ポケットは、所望の密度と分布を獲得するパターンに形成することができる。図２は、六方最密パターンに配置されたポケット２０２を有するベース層２００を示す。六方最密パターンは、一般的に、一様に寸法決めされた球形粒子に最適の実装パターンであると認識されている。粒子の密度は、一部には壁２０３の厚さに基づいて、最適実装から逸脱することになる。
【００３４】
球形粒子（および円形断面を有するポケット）では、六方最密は、約９１．７％の実装密度を達成することができ、この場合、実装密度は、粒子の中心を通る水平面を構築して、粒子が占有する平面の割合を決定することによって決定される。いくつかの実施形態では、アセンブリの粒子の実装密度は、８５から９１．７％の範囲にあり、たとえば、ポケット間の壁の厚さを占有する。
【００３５】
所望であれば、より低い実装密度を有する他のポケット実装構成を選択することができる。図３は、立方最密パターンのポケット２０２’を有するベース層２００’を示す。他の規則パターンまたは不規則パターンを使用することができるが、最密パターン、特に六方最密パターンは、より高い粒子密度、より良好なディスプレイ解像度、コントラスト、または彩度、あるいはより高い反射率または光輝度を提供することができる。たとえば、粒子アセンブリの応用分野、粒子の寸法と形状、所望の粒子密度、ポケットの寸法と形状、および表示する物体などに基づいて、ポケットの特定パターンを選択することができる。
【００３６】
図２および３では、ポケットは、上面から見たとき、円形の断面を有するように示されている。他の断面を有するポケットを使用することができ、それらのポケットがアセンブリ基板に形成されるパターンは、適切に変更することができる。円形でない断面を有するポケットは、たとえば、粒子が球形でない場合、粒子がポケットにはめ込まれるように十分小さい場合、またはポケットが、複数粒子を含むように寸法決めされている場合に、使用することができる。図１４Ａから１４Ｃは、上面から見たとき、それぞれ六角形、正方形、および三角形の断面を有するポケット４５０の最密パターンを示す。所望であれば、非最密パターンおよび不規則実装パターンを含めて、他のポケット断面と実装パターンを使用することができる。たとえば、円筒粒子を半円筒形のポケットに配置することができる。
【００３７】
個別ポケットの複数粒子
図１２は、複数粒子２５６を誘電性流体２５８に含むポケット２５２を有するアセンブリ基板２５０の実施形態を示す。ポケットは、それぞれが、少なくとも２つの粒子を含み、通常たとえば２５から数千の粒子を含むように選択することができる。単一のポケットに配置された粒子の数は、たとえば粒子の寸法、ポケットの寸法と形状、およびポケットの粒子の所望の分布（ポケットにおける粒子の単層または多層など）などを含む様々なファクタに依存することがある。
【００３８】
粒子は、通常、上述した単一粒子／単一ポケットの実施形態で使用される粒子より小さい。たとえば、粒子は、０．１から５μｍの直径を有することがあり、ポケットは、３０から２５０μｍの直径を有することがある。一実施形態では、０．３から０．４μｍの直径の粒子が、５０から６０μｍの直径のポケットにある。
【００３９】
ポケットに配置された粒子の材料と誘電性流体は、誘電性流体内で粒子が容易に移動できるように、ほぼ同じ密度を有することが好ましい。誘電体流体の密度と粒子の材料の密度とは、粒子が、重力または他の力（遠心力など）によって顕著に影響を受けないように、十分に近いことがより好ましい。粒子は、たとえば、電磁場を変化または再アサートせずに情報を表示する期間など、動作の所望の期間中に泳動しないことが好ましい。
【００４０】
通常、誘電性流体は、粒子と異なる色であるか、または異なる色を有する粒子が使用される。粒子は、アセンブリ基板の視表面に向かって、または遠ざかるように移動するように、電磁場を使用して、誘電性流体を通って移動する。表示される粒子の色は、たとえば、粒子の色と反射率、誘電性流体の色と反射率、アセンブリ基板と上面被覆の色と反射率、ポケット内の粒子の位置、ポケットの粒子の数、粒子の寸法と形状、ポケットの寸法と形状、および電磁場の強度と持続時間などを含む、様々なファクタに依存することがある。いくつかの例では、電磁場は、粒子の一部のみが移動するように、または粒子がポケットの上部と底部の間の中間位置に移動するように、印加または変化される。これを使用して、彩度を制御することができる（たとえば、他の色にグレイスケールなどを提供するために）。
【００４１】
図１３Ａから１３Ｌは、たとえばディスプレイのコントラスト特性を調整するために使用することができる様々なポケットおよび粒子の構成を示す。以下の観察は、他のポケットの幾何学的形状と、ポケットあたりの粒子の他の数にも適用することができる。
【００４２】
図１３Ａおよび１３Ｂは、円筒の形状を有するポケット３５０の断面を示す。図１３Ｃおよび１３Ｄは、粒子３５２がポケットの底部にあるとき（図１３Ｃ）と、粒子がポケットの上部にあるとき（図１３Ｄ）の、ポケット３５０の上面図を示す。通常、この実施形態では、ポケットの上面のみを見ることが可能である。したがって、ポケットの上部または底部に実装されたときに少なくとも数層を提供するのに十分な粒子がポケットに存在する場合、ポケットは、図１３Ｃと１３Ｄに示した状態の両方において、比較的均一な色を提示する。
【００４３】
図１３Ｅおよび１３Ｆは、粒子３６２と共に実装された球形のポケット３６０の断面を示す。図１３Ｇおよび１３Ｈは、粒子がポケットの底部にあるとき（図１３Ｇ）と、粒子がポケットの上部にあるとき（図１３Ｈ）の、ポケット３６０の上面図を示す。球形ポケットでは、ポケットの上半球の全表面を見ることができる（周囲の基板材料が、ほぼ透明であると想定する）。粒子が、球形ポケットの底部にあるとき、ポケットの中心は、上面の上から見たとき、通常、誘電性流体の色に対応する。しかしながら、色は、中心から離れると、粒子の色と次第に混合されるようになる。これは、ビューワと、ポケットの中心からの距離が増大する粒子との間により少ない誘電性流体を有する結果である。反対に、粒子が、球形ポケットの上部にあるとき、ポケットの中心は、上面の上から見たとき、通常、粒子の色に対応するが、その色は、中心から離れると、誘電性流体の色と次第に混合されるようになる。
【００４４】
図１３Ｉおよび１３Ｊは、たとえば球の半分を覆う粒子３７２の単層を有する球形ポケット３７０の断面を示す。図１３Ｋおよび１３Ｌは、粒子がポケットの底部にあるとき（図１３Ｋ）と、粒子がポケットの上部にあるとき（図１３Ｌ）の、ポケット３７０の上面図を示す。粒子が、球形ポケットの底部にあるとき、ポケットの中心は、上面の上から見たとき、通常、誘電性流体の色に対応するが、その色は、中心から離れると、粒子の色と次第に混合されるようになる。粒子が、球形ポケットの上部にあるとき、ポケットの縁は、上面の上から見たとき、通常、粒子の色に対応するが、その色は、中心に接近すると、誘電性流体の色と次第に混合されるようになる。粒子は、単層のみを形成するので、誘電性流体の色の見かけは、通常、図１３Ｇおよび１３Ｈに示したポケットより顕著になる。
【００４５】
接続ポケット構造の粒子
他の実施形態では、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および５に示したように、各ポケットが少なくとも１つの追加のポケットと流体連絡するように、アセンブリ基板内の１つまたは複数のセルにポケットを形成することができる。通常、セルは、互いに流体連絡した（たとえば、ポケットの間における流体のクロスフローが可能である）ポケットのグループとして画定される。各セルは、ほぼ閉じた環境を形成する。粒子アセンブリのこれらの実施形態には、１つまたは複数のセルが含まれる。
【００４６】
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、六方最密構成におけるこの実施形態の一例を示す。所望であれば、立方最密構成または他の非最密構成など、他の実装構成を選択することもできる。図４Ａに示した例では、アセンブリ基板のベース層３００におけるポケット３０２のそれぞれは、最終アセンブリでは、少なくとも６つの隣接ポケットと流体連絡する。図４Ｃは、ポケット間の間隙点を通らない線に沿ったベース層３００の断面図を示す。壁３０６が低いことにより、粒子アセンブリの隣接ポケット３０２間における流体連絡が可能になる。
【００４７】
図４Ｂは、六方最密構成の間隙点を含む線に沿ったベース層３００の断面図を示す。間隙点のそれぞれにおいて、ポスト３０４が、ベース層３００から構築される。ポスト３０４は、ポケット３０２を画定するのに役立つ。いくつかの実施形態では、ポストは、粒子の上部を越えて延びる。上面被覆が、ベース層とポケットの上に形成されたとき、上面被覆は、通常、ポストと接触することになる。
【００４８】
他の実施形態では、ポストが、たとえば、粒子の高さの中点または３分の２までだけ延びるように、より短いポストを使用することができる。このポストは、通常、上面被覆層と接触しない。任意に、追加の粒子をポストの上に配置することができる。通常、これらの粒子は、ポケットの粒子より著しく小さいが、その理由は、ポストの上に配置された粒子は、ポケットの粒子間にあり、かつポストより上の間隙空間にはめ込まれるからである。これにより、アセンブリにおける粒子の実装密度を増大させることができる。
【００４９】
通常、結果として得られる単一セル粒子アセンブリの縁は、たとえば、熱、超音波、または機械封止によって、あるいは、ベース層の周囲に壁を形成することによって、封止される。封止により、流体が粒子アセンブリから漏れることが防止される。単一セルを有する粒子アセンブリを切断することにより、隣接ポケット間の壁が低いために、粒子アセンブリ全体から流体が漏れることがある。
【００５０】
図５は、ポケット４０２の２つ以上のセル４０８を有するベース層４００の他の実施形態を示す。所与のセルのポケット間に、流体連絡が存在するが、セルは、他のセル４０８’のポケット４０２’との流体連絡をほぼ防止するように、壁によって分離される。しかし、セル間の壁が不完全であることにより、ある程度の流体が、異なるセル４０８、４０８’のポケット４０２、４０２’の間を流れることを可能にすることができることが理解されるであろう。例示した実施形態では、セルは六角形であり、六方構成に配置される。他のセルの形状（正方形、円、矩形、楕円、三角形、ヘリングボーン、および規則的形状または不規則形状など）と、ならびに他のセル構成を使用することもできる。この実施形態では、粒子アセンブリを切断した場合、切断によって横断されたセルのみから漏れることになる。この特定の構成により、ポケットのそれぞれが、壁によって他のポケットから分離された場合に獲得することができるより高密度の粒子を得ることができ、かつ、破損していないセルから流体が損失されることを、依然として防止する。
【００５１】
これらの構成のいずれにおいても、膨張性ポリマーまたは非膨張性ポリマーあるいは他の材料を、ベース層および上面被覆層として使用することができる。いくつかの例では、非膨張性材料を使用することが好ましい可能性があるが、その理由は、通常、膨張により、粒子密度がより低くなるからである。
【００５２】
以前に使用されていた粒子媒体
反射粒子アセンブリを形成する１つの以前の手法は、ポリマー基質において電磁応答粒子を混合し、ポリマー基質の層を形成し、次いで層を硬化または固化させることを含んでいた。これにより、図１０に示したように、電磁応答粒子は、ポリマー基質の内部に無作為に分布することになった。フィルム１５０は、基板層１５２を含み、その上に、ポリマーアセンブリ基板１５４が配置された。２色電磁応答粒子１５６は、アセンブリ基板１５４中にくまなく無作為に配置された。
【００５３】
通常、図１０に示した構造には、関連する問題がある。アセンブリ基板１５４内の粒子１５６が、大きく離れているので、フィルムの解像度とコントラストが、最適よりかなり低くなる。さらに、粒子が、視表面の大部分を覆うように、フィルムが比較的厚い必要があり、したがって、動作電圧が高くなる。
【００５４】
参照によって本明細書に組み込まれた米国特許第５，６０４，０２７号に記載された他の粒子アセンブリは、フォトレジストで基板を被覆し、次いでフォトリソグラフィック方法を使用して、フォトレジストをパターン化することによって形成された。フォトレジストをエッチングして、キャビティを形成し、その中に、それぞれが透過ウィンドウを有する回転可な能粒子を配置する。このフォトリソグラフィック方法の一つの欠点は、大きな基板（たとえば、表示スクリーンまたはペーパーページの寸法の基板）をパターン化することが困難な可能性があることである。大きな基板は、基板の個々の部分を連続してパターン化することによってパターン化することが可能であるが、これには、各連続パターン化工程の登録を維持することが必要である。また、方法には、粒子基板と共存しない可能性のある化学物質の配置と除去を含むいくつかの工程も必要である。さらに、フォトリソグラフィにより、通常、平坦底部を有する円筒キャビティが形成される。これらのキャビティは、球形粒子との使用には、最適でない可能性がある。
【００５５】
ポケット化アセンブリ基板の形成
上述したフォトリソグラフィ方法、ならびにマイクロ複製、ローレット切り、ダイアモンドターニング、鋳込み、押出し成形、ステレオリソグラフィ、エッチング、および他の技術とを使用して、アセンブリ基板のベース層にポケットを形成することができる。粒子アセンブリを形成する新しい有用な方法には、ポリマーフィルムを照射して、アブレーションによってポリマーフィルムの部分を除去し、電磁応答粒子を保有するための粒子アセンブリの製造に使用することができるポケットを形成することが含まれる。ポケットを有するポリマーフィルムを、粒子アセンブリのベース層として使用することができ、またはフィルムを、粒子アセンブリに適したベース層を形成することができる元となる型として使用することができる。アブレートした製品を形成するのに適したポリマーフィルムには、たとえば、ポリイミド（Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ　ＤＥ）のＫａｐｔｏｎＴＭなど）、ポリエステル、および炭化せずにレーザ光を吸収する他のフィルムなどがある。
【００５６】
ポリマーフィルムをアブレートするのに適した方法には、光、またはたとえばレーザ、電子ビーム、およびイオンビームを含む粒子ビームを使用して、フィルムの部分を除去することが含まれる。適切なレーザには、たとえばＫｒＦレーザ、Ｆ２レーザ、ＡｒＦレーザ、ＫｒＣｌレーザ、およびＸｅＣｌレーザなどのエキシマレーザがあるが、他のレーザを使用することもできる。アブレーション（すなわち、フィルムの部分の除去）は、フィルムの部分の昇華、蒸発、分解、または排出などを含んでいる様々な機構によって達成することができる。ポリマーフィルムのレーザアブレーションの適切な方法の例は、参照によって本明細書に組み込まれた、米国特許出願第０８／４２９，３０２号に見られる。
【００５７】
例として、レーザをポリマーフィルムに向けて、ポリマーフィルムの部分を除去し、１つまたは複数の個別ポケットを形成することができる。マスクと、任意に、レーザ源とポリマーフィルムの間に配置された撮像レンズとを使用して、複数のポケットを同時に形成することができる。次いで、レーザまたはフィルムを移動させて、次のポケットを形成することができる。任意に、レーザのバンクを使用することができる。
【００５８】
所望であれば、ポケットの形状は、ビームを使用して制御することができる。ビームの断面は、ポケットの底部の輪郭に影響を与えることがある。これにより、粒子アセンブリに使用する粒子の形状（球または楕円など）をより厳密に近似する輪郭の底部を有するポケットを形成することができる。
【００５９】
ポケットの底部を輪郭付けする他の方法を、図１１Ａから１１Ｃに示す。図１１Ａに示したように、ビームを使用してポリマーフィルム９００をアブレートして、第１キャビティ９０２を形成する。次いで、図１１Ｂに示したように、より狭いビームを使用して、第２キャビティ９０４を形成する。しかしながら、この第２キャビティ９０４は、第１キャビティより深く、それにより、工程９０６を生成する。キャビティの深度は、ビームの強度、およびポリマーフィルム９００をビームに暴露する持続時間など、ビームのパラメータを変更することによって制御することができる。これは、所望するように、次第に狭くなるビームで繰り返すことができる。図１１Ｃは、３つのビームを使用して形成されたポケット９０８を示す。
【００６０】
図１１Ｃに示したように、粒子９１２は、ポケットが円筒である場合より密に、この輪郭付けポケットの内部にはめ込まれる。はめ込みが密になると、粒子とポケットの間の接触表面領域がより大きくなるために、ポケットにおける粒子の特定の状態を維持することが容易になるので、これは有利とすることができる。粒子が、ポケットの内部により確実に保持されるとき、粒子がぐらつく傾向はより小さくなる。これにより、時間に経過に伴う画像品質の低下を低減することができる。他の利点は、ポケットを充填するのに必要な流体がより少ないことである。
【００６１】
粒子アセンブリ基板用の型としてのポリマーフィルム
ポケットを有するポリマーフィルムは、アブレーション、フォトリソグラフィ、マイクロ複製、ローレット切り、ダイアモンドターニング、鋳込み、押出し成形、ステレオリソグラフィ、エッチング、または他のあらゆる技術によって形成されたかに関わらず、粒子が粒子アセンブリのポケットに配置されている状態で、粒子アセンブリの基板のベース層として使用することができる。あるいは、ポリマーフィルムを型として使用して、粒子アセンブリ基板のベース層を形成することができる。これは、ポリマーフィルムが、粒子アセンブリ基板に適していない材料で製造された場合、またはポリマーフィルムが、アブレーションあるいは他のポケット形成プロセスのために退色または分解した領域を含む場合、特に有用であることがある。
【００６２】
図７Ａと７Ｂは、ポリマーフィルム６００を使用して粒子アセンブリ基板のベース層６４０を形成する１つのプロセスを示す。このプロセスでは、ポケット６０２を有するポリマーフィルム６００は、第１型である。ポケット６０２に対応する突出部６３２を有する第２型６３０は、図７Ａに示したように、ポケット６０２を充填するように、ポリマーフィルム６００の上に成型材料を配置することによって形成される。必要であれば、成型材料を硬化させて、第２型６３０を形成する。通常、この成形材料は、シリコン、高分子、または、ホットメルト接着剤、１つまたは２つの部品シーラント、ブチルゴム、ポリウレタンなどのゴム成形化合物、あるいは金属フィルム（ニッケル、銀、金、クロム、および銅などの金属の化学的または物理的蒸着、電気めっき、または無電解めっきなどによって形成された）を含むことができる。必要であれば（特に、高分子またはゴム成型化合物では）、成型材料は、時間が経過するに従い固化することができ、または熱、光（紫外光など）、化学線放射、電子ビームなどを使用して硬化させることによって、固化させることができるか、あるいは固化を加速することができる。
【００６３】
第２型６３０をポリマーフィルム６００から除去し、第２型５３０の上に基板材料を配置することによって、ポケット６４２を有するベース層６４０を形成する。必要であれば、この基板材料を固化させて、粒子アセンブリ基板のベース層６４０を形成する。基板材料は、通常、熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマー（光または熱硬化性アクリレートポリマー、ポリウレタン、またはエポキシ樹脂など）などのポリマーである。ベース層６４０を第２型６３０から除して、粒子で充填することができる。離型剤をポリマーフィルム６００または第２型の上に被覆して、それぞれ第２型６３０とベース層６４０の離型を容易にすることができる。
【００６４】
図８は、ポリマーフィルム７００を型として使用する代替方法を示す。この方法では、基板材料（熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーなど）は、ベース層７４０を形成するように、ポリマーフィルム７００表面上に共形に配置される。次いで、ベース層７４０をポリマーフィルム７００から除去して、粒子で充填する。必要であれば、基板材料を固化させることができる。再び、離型剤をポリマーフィルム７００の上に被覆して、ベース層６４０の除去を容易にすることができる。
【００６５】
粒子アセンブリの形成
図９Ａから９Ｃに示したように、ポケット（アブレーションまたは他の方法によって生成された）を含んでいるポリマーフィルムから、またはポリマーフィルムを型として使用して、粒子アセンブリ８４０を形成して、ポケットを有するアセンブリ基板を作製することができる。電磁応答粒子８０６は、図９Ａに示したように、ポケット８４２に配置される。
【００６６】
通常、ポケットの少なくとも９５％は、少なくとも１つの粒子または所望の数の粒子（各ポケットに複数粒子を有する構成では）を含む。ポケットの少なくとも９９％が、少なくとも１つの粒子または所望の数の粒子（各ポケットに複数粒子を有する構成では）を含むことが好ましい。粒子は、ポケット内に、ブラッシングする、掃引する、拭き取る、滴下させる、振盪する、またはそうでない場合配置することができる。ポケットを充填する方法の一例には、アセンブリ基板のベース層の上に粒子を計量分配することが含まれる。次いで、基板に向かって延びるブラシで、回転装置を通過して、基板を前進させる。この装置は、ブラシが基板の進行方向と反対の方向に移動するように、回転する。ブラシは、粒子を未充填ポケット内に掃引し、粒子をポケット間の領域から除去する。過剰の粒子は、通常、基板の未掃引部分の上に押し戻され、基板の側面から押し出されるか、またはブラシによって拾い上げられる。任意の吸引装置を配置して、ブラシによって拾い上げた過剰粒子を除去することができる。
【００６７】
ブラシの長さと硬さ、ならびにブラシのウィスカの直径は、粒子の寸法とタイプに応じて選択することができる。より長いブラシは、通常、より小さい粒子に有用であり（基板に対する装置の位置が調節可能でない場合）、より硬いブラシは、通常、より重い粒子に有用である。
【００６８】
粒子をポケットに配置する他の方法には、粒子をポケット内に引き付ける電磁場を提供することが含まれる。粒子は、電気に応答するので、粒子は、電磁場を適切に選択することによって引き付けられる。この技術は、上述したブラッシング技術を含む他の方法と併用することができる。電磁場の印加は、たとえば、粒子を基板上に計量分配した後、および粒子をポケット内にブラッシングする前またはその最中に実施することができる。
【００６９】
粒子８０６をポケット８４２に配置した後、上面被覆層８４８が、図９Ｂに示したように、通常、粒子の上に形成される。上面被覆層８４８は、通常、固体層を形成するように乾燥または架橋させることができる液体ポリマー材料である。上面被覆層８４８は、所望であれば、ベース層と上面被覆層を膨張させる液体に対して透過性の材料から形成することができる。
【００７０】
あるいは、ポケット８４２が、粒子８０６全体を保有するように十分大きい場合、上面被覆層８４８を形成する前に、流体（誘電性液体など）を追加することができる。液体は、カーテンコーティングまたはフラッドコーティング、噴霧、および印刷などを含む様々な技術によって追加することができる。いくつかの実施形態では、特に、複数の粒子を有するポケットを有する実施形態のいくつかでは、インクジェットまたは他の印刷方法などの技術によって、通常、非無作為方式で、異なる色を有する液体をポケットの異なるサブセットに個々に追加することができる。たとえば、図１５に示したように、４つの異なる色の液体４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃ、４６０Ｄ（黒、マゼンタ、シアン、および黄色、または白、赤、青、および緑など）を、フルカラーディスプレイを形成するために使用することができる方式で、ポケットの個々のサブセットに追加することができる。ポケットの水平、垂直、または対角の行は、同じ色の液体で充填することができる。この実施形態の粒子４６４は、たとえば、白色または淡色とすることができる。粒子を使用して、所望するように、誘電性流体の色を選択的に隠すことができる。
【００７１】
代替として、粒子を着色して、液体を白色または淡色とすることができる。異なる色を有する粒子の４つのサブセットを使用して（黒、マゼンタ、シアン、および黄色、または白、赤、青、および緑など）、フルカラーディスプレイを形成することができる。適切な着色粒子をポケットのサブセットに配置することができる。さらに他の代替として、異なる色の粒子と異なる電磁特性をポケットに配置することができる。たとえば、赤などの色を有する粒子の１つのサブセットと、白色粒子を有する第２サブセットとを、赤色を提供するように設計されたポケットに配置することができる。赤色粒子と白色粒子は、粒子の１つのサブセットが、ポケットの上部に引き付けられ、他のサブセットが、ポケットの底部に引き付けられるように、反対の電磁応答を有することができる。この構成は、適切に着色された粒子（青、緑、黄色、シアン、マゼンタ、または黒など）を使用して、他のポケットに対して繰り返すことができる。ポケット中の流体は、着色、クリア、または半透明とすることができる。
【００７２】
図９Ｂに戻ると、上面被覆層８４８は、クリア、透明、または着色である材料で形成することができる。粒子が、上面被覆層を通して見ることができるように、視表面に十分接近して配置される場合、上面被覆層８４８も、半透明の材料で形成することができる。液体が、上面被覆層または粒子がマイクロカプセル化される前に追加される場合、上面被覆層８４８は、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、およびエポキシ高分子材料を含むがこれに限定されない非浸透性ポリマー材料から形成することができる。この実施形態では、アセンブリ基板を膨張させる必要はない。
【００７３】
上方電極８２４および下方電極８２６は、図９Ｃに示したように、通常、ベース層８４０と上面被覆層８４８との対向表面上またはその付近に配置される。いくつかの実施形態では、上方電極と下方電極の少なくとも一方は、ベース層８４０と上面被覆層８４８から間隔をおいて配置され、他の実施形態では、上方電極と下方電極は、ベース層８４０と上面被覆層８４８の表面の表面上に配置される。電極の両端に印加電磁場は、印加した場に従って位置合わせされた粒子８０６を移動させる（回転または並進など）。
【００７４】
通常、上面被覆層８４８の上の上方電極８２４は、金属（アルミニウム、ニッケル、クロム、金、銅、白金、錫など）の薄膜などの透明導体、または導電性化合物（インジウム錫酸化物、バナジウム酸化物、ドープ錫酸化物、ポリチオフェン、ポリアニリン、および他の導電性ポリマーなど）を使用して製造される。下方電極８２６は、同じもの、または他の導電性材料を使用して形成することができ、透明または半透明とすることができる。代替実施形態では、粒子アセンブリ基板のベース層は、導電性ポリマーを使用して形成することができる。したがって、このベース層は、下方電極として作用することができ、追加の電極層を必要としない。
【００７５】
上方電極または下方電極あるいはその両方は、ポケットのそれぞれまたはポケットのグループが、個別にまたは集団的にアドレス指定可能であるように形成することができる。たとえば、ポケットは、Ｘ−Ｙフォーマット、またはあらゆる他の既知のアドレス指定構成でアドレス指定することができる。一例では、下方電極は、粒子を含んでいる基板の全体をほぼ覆う単一電極であり、上方電極は、単一ポケットまたは隣接ポケットのグループを個別にアドレス指定することを可能にする複数電極部材を含む。単一上方電極と、複数電極部材を有する下方電極とを備える反対の構成を使用することもできる。電極部材を個々に活動化させることによって、情報（英数字文字、記号、または他のグラフィックなど）を表示することができ、または電気応答粒子アセンブリを使用して、所望のパターンを形成することが可能である。
【００７６】
粒子アセンブリを使用するディスプレイ応用例のコントラストは、たとえば粒子の色と反射率、アセンブリ基板の色、ポケットの誘電性流体の色、粒子の実装密度、ポケットの実装密度、ポケット間の壁の厚さ、ポケットの構成、および単一電極の電圧の変化によって影響される粒子の数などを含む、様々なファクタに依存することがある。いくつかのディスプレイおよび他の応用例では、粒子アセンブリは、少なくとも５：１のコントラストを達成するように構成される。いくつかの実施形態では、コントラストは、１０：１以上とすることができる。コントラストは、スペクトロメータ、または同様の光反射測定機器を使用して測定することができる。コントラストは、通常、光と、粒子アセンブリの暗領域との間の反射ルミネセンスまたは輝度の相対差である。
【００７７】
本発明は、上述した特定の例に限定されると見なされるべきではなく、添付の請求項に公正に説明された本発明のすべての態様を包含すると理解されるべきである。様々な変更例、等価なプロセス、ならびに本発明を適用することが可能である多くの構造は、本明細書のレビューに関して本発明が対象とした当業者には、容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
アセンブリ基板における電磁応答粒子の一実施形態を示す概略図である。
【図１Ｂ】
アセンブリ基板における電磁応答粒子の他の実施形態を示す概略図である。
【図１Ｃ】
アセンブリ基板における電磁応答粒子の第３実施形態を示す概略図である。
【図２】
本発明による、六方最密ポケットを有するレーザアブレーションポリマーフィルムの一実施形態の上面図である。
【図３】
本発明による、立方最密パケットを有するレーザアブレートポリマーフィルムの一実施形態の上面図である。
【図４Ａ】
本発明による、間隙ポストを有する六方最密ポケットの他の実施形態の上面図である。
【図４Ｂ】
線４Ｂ−４Ｂに沿った、図４Ａのポリマーフィルムの断面図である。
【図４Ｃ】
線４Ｃ−４Ｃに沿った、図４Ａのポリマーフィルムの断面図である。
【図５】
本発明による、隣接して配置されたポケットのセルを備えるポリマーフィルムの上面図である。
【図６Ａ】
本発明による、粒子アセンブリ基板のベース層のポケットに配置された粒子の一実施形態の断面図である。
【図６Ｂ】
本発明による、粒子アセンブリ基板のベース層のポケットに配置された粒子の第２実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】
本発明による、粒子アセンブリ基板のベース層のポケットに配置された粒子の第３実施形態の断面図である。
【図７Ａ】
本発明による、ポケットを有するポリマーフィルムからアセンブリ基板を形成する一実施形態を示す断面図である。
【図７Ｂ】
本発明による、ポケットを有するポリマーフィルムからアセンブリ基板を形成する一実施形態を示す断面図である。
【図８】
本発明による、ポケットを有するポリマーフィルムからアセンブリ基板を形成する他の実施形態を示す断面図である。
【図９Ａ】
本発明による、粒子アセンブリを形成する一実施形態を示す断面図である。
【図９Ｂ】
本発明による、粒子アセンブリを形成する一実施形態を示す断面図である。
【図９Ｃ】
本発明による、粒子アセンブリを形成する一実施形態を示す断面図である。
【図１０】
電磁応答粒子の無作為配置を使用する粒子アセンブリを示す図である。
【図１１Ａ】
輪郭表示底部領域を有するポケットを形成する工程を示す断面図である。
【図１１Ｂ】
輪郭表示底部領域を有するポケットを形成する工程を示す断面図である。
【図１１Ｃ】
輪郭表示底部領域を有するポケットを形成する工程を示す断面図である。
【図１２】
本発明による、粒子アセンブリの他の実施形態を示す断面図である。
【図１３Ａ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｂ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｃ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｄ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｅ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｆ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｇ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｈ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｉ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｊ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｋ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１３Ｌ】
図１２の粒子アセンブリのポケットに対する様々な断面構成と粒子位置の断面上面図である。
【図１４Ａ】
本発明による、粒子アセンブリ構成の概略的な上面図である。
【図１４Ｂ】
本発明による、粒子アセンブリ構成の概略的な上面図である。
【図１４Ｃ】
本発明による、粒子アセンブリ構成の概略的な上面図である。
【図１５】
本発明による、色粒子アセンブリの断面上面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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