JP2002543625A - Minimal patterned semiconductor devices for display applications - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 薄膜トランジスタアレイは、少なくとも第１のトランジスタおよび第２のトランジスタを備える。各トランジスタは、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体電極と、ゲート電極と、半導体層とを備える。半導体層は、第１のトランジスタと第２のトランジスタとの間に連続している。半導体層は、好ましくは、非パターンニングされたされている。様々なディスプレイアプリケーションにおいて、トランジスタのジオメトリを選択して、許容可能なリーク電流を供給する。好適な実施形態において、トランジスタアレイは、カプセル化電気泳動ディスプレイにおいて使用される。 (57) Abstract A thin film transistor array includes at least a first transistor and a second transistor. Each transistor includes a source electrode, a drain electrode, a semiconductor electrode, a gate electrode, and a semiconductor layer. The semiconductor layer is continuous between the first transistor and the second transistor. The semiconductor layer is preferably unpatterned. In various display applications, the transistor geometry is selected to provide an acceptable leakage current. In a preferred embodiment, the transistor array is used in an encapsulated electrophoretic display.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】 （関連出願） 本出眼は、１９９９年５月５日に出願された米国特許仮出願第ＵＳＳＮ６０／
１３２，６４２号に対する優先権を主張し、そのすべての内容は、参考として本
明細書中に援用される。(Related Application) The present application is based on US Provisional Application No. USSN60 / filed May 5, 1999.
132,642, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

【０００２】 （発明の分野） 本発明は、概して電子ディスプレイおよび電子ディスプレイを製造する方法に
関し、より詳細には、電子ディスプレイアプリケーションのための半導体デバイ
スおよび半導体デバイスを製造するための方法に関する。FIELD OF THE INVENTION [0002] The present invention relates generally to electronic displays and methods for manufacturing electronic displays, and more particularly, to semiconductor devices for electronic display applications and methods for manufacturing semiconductor devices.

【０００３】 （発明の背景） カプセル型粒子ベースのディスプレイは、電子ディスプレイを生成するための
有用な手段を提供する。カプセル型電気泳動ディスプレイ、カプセル型懸濁粒子
ディスプレイ、および回転ボールディスプレイを含む多くの型のカプセル型粒子
ベースのディスプレイが存在する。BACKGROUND OF THE INVENTION [0003] Encapsulated particle-based displays provide a useful means for creating electronic displays. There are many types of encapsulated particle-based displays, including encapsulated electrophoretic displays, encapsulated suspended particle displays, and rotating ball displays.

【０００４】 カプセル型粒子ベースのディスプレイは、高反射、双安定、および光学的かつ
電気的に効率の良い状態で製造され得る。しかし、高解像度表示を得るためには
、ディスプレイの個々のピクセルが隣接したピクセルから干渉なしにアドレス指
定可能である必要がある。この目的を達成するための１方法は、各トランジスタ
またはダイオードが各ピクセルと関連するトランジスタまたはダイオードなどの
非線形素子のアレイを提供することである。アドレス電極は、トランジスタまた
はダイオードを介して各ピクセルに接続される。[0004] Encapsulated particle-based displays can be manufactured with high reflectivity, bistable, and optically and electrically efficient. However, obtaining a high resolution display requires that the individual pixels of the display be addressable from adjacent pixels without interference. One way to achieve this goal is to provide an array of non-linear elements, such as transistors or diodes, where each transistor or diode is associated with each pixel. The address electrode is connected to each pixel via a transistor or a diode.

【０００５】 薄膜トランジスタおよびダイオードのアクティブマトリクスアレイを製造する
プロセスは、ディスプレイ技術において十分確立されている。例えば、薄膜トラ
ンジスタは、様々な堆積およびフォトリソグラフィ技術を使用して製造され得る
。トランジスタは、ゲート電極と、絶縁誘電体層と、半導体層とソース電極およ
びドレイン電極とを含む。ゲート電極への電圧の印加は、半導体層にわたる電界
を供給し、このことは、半導体層のソースからドレインへの導電率を劇的に増加
させる。この変化で、ソース電極とゲート電極との間の電気伝導が可能になる。
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は通常パターンニングされる。概し
て、半導体層およびゲート誘電体層も、隣接回路素子間の漂遊伝導（すなわち、
クロストーク）を最小限にするためにパターンニングされる。これらの工程の次
に、薄膜トランジスタが、高性能を提供するために製造され得る。しかし、これ
らのプロセスは、結果として著しくコストがかかり得る。[0005] Processes for manufacturing active matrix arrays of thin film transistors and diodes are well established in display technology. For example, thin film transistors can be manufactured using various deposition and photolithography techniques. The transistor includes a gate electrode, an insulating dielectric layer, a semiconductor layer, and a source electrode and a drain electrode. Applying a voltage to the gate electrode provides an electric field across the semiconductor layer, which dramatically increases the source-to-drain conductivity of the semiconductor layer. This change allows for electrical conduction between the source and gate electrodes.
The gate, source and drain electrodes are usually patterned. Generally, the semiconductor layer and the gate dielectric layer also have stray conduction between adjacent circuit elements (ie,
Patterning to minimize crosstalk). Following these steps, thin film transistors can be manufactured to provide high performance. However, these processes can result in significant costs.

【０００６】 薄膜トランジスタの製造における高いコストは、一部はパターンニングの工程
の結果生じる。なぜなら、この工程は、フォトリソグラフィ構成およびエッチン
グ工程における高価なマスクの使用が必要であるからである。より高性能なデバ
イスを製造することへの趨勢は、精度パターンニングをより一層重要なものにし
、製造コストをさらに大きくしている。[0006] The high costs in manufacturing thin film transistors result in part from the patterning process. This is because this step requires the use of expensive masks in the photolithography configuration and etching steps. The trend to produce higher performance devices has made precision patterning even more important, further increasing manufacturing costs.

【０００７】 しかし、幾つかの電子デバイスは、コストは依然として非常に重要であるが、
高性能を要求しない。そのようなデバイスについて、よりよい歩留まりおよび製
造コストの低減を獲得するための手段を有することが依然として望まれている。However, for some electronic devices, while cost is still very important,
Does not require high performance. For such devices, it is still desirable to have a means to achieve better yields and reduced manufacturing costs.

【０００８】 （発明の要旨） １局面において、本発明は、より低い製造コストを有する電子回路を特徴とし
、別の局面においては、本発明は、より簡単な処理工程を含む電子回路製造の方
法を特徴とする。詳細には、回路はディスプレイデバイスにおけるアプリケーシ
ョンを有する。好適な実施形態において、回路は、ソースとドレインとの間の電
流を仲介する半導体層が連続している薄膜トランジスタを含む。好適な実施形態
において、半導体層は、パターンニングされない。随意的に、回路は、パターン
ニングされていない誘電体層を含み得る。SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the invention features an electronic circuit having lower manufacturing costs, and in another aspect, the invention provides a method of manufacturing an electronic circuit that includes simpler processing steps. It is characterized by. In particular, the circuit has an application in a display device. In a preferred embodiment, the circuit comprises a thin film transistor with a continuous semiconductor layer that mediates current between the source and the drain. In a preferred embodiment, the semiconductor layer is not patterned. Optionally, the circuit may include an unpatterned dielectric layer.

【０００９】 １つの別の実施形態において、トランジスタ間の間隔は、許容可能なリーク電
流を獲得するために選択される。トランジスタのジオメトリは、第一のデータ線
と第二のデータ線との間の許容可能なリーク電流を獲得するために選択され得る
。あるいは、第一のデータ線と第一のピクセル電極との間の間隔は、第一のデー
タ線と第一のピクセル電極との間の許容可能なリーク電流を提供するために選択
され得る。[0009] In one alternative embodiment, the spacing between the transistors is selected to achieve an acceptable leakage current. The geometry of the transistor can be selected to obtain an acceptable leakage current between the first data line and the second data line. Alternatively, the spacing between the first data line and the first pixel electrode may be selected to provide an acceptable leakage current between the first data line and the first pixel electrode.

【００１０】 １局面において、薄膜トランジスタのアレイは、少なくとも第一および第二の
トランジスタを含み、トランジスタの各々は、ソース電極と、ソース電極から間
隔を空けて配置されたドレイン電極と、ソース電極およびドレイン電極両方と電
気的につながる半導体層と、ソース電極とドレイン電極との間の半導体層の抵抗
が、ゲート電極の電位を変化させることによって変化され得るように半導体層に
隣接して配置されるゲート電極とを含む。半導体層は、第一のトランジスタから
第二のトランジスタに連続して広がる。In one aspect, an array of thin film transistors includes at least first and second transistors, each of the transistors including a source electrode, a drain electrode spaced from the source electrode, a source electrode and a drain electrode. A semiconductor layer electrically connected to both electrodes, and a gate disposed adjacent to the semiconductor layer such that the resistance of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode can be changed by changing the potential of the gate electrode. Electrodes. The semiconductor layer extends continuously from the first transistor to the second transistor.

【００１１】 別の局面において、電子ディスプレイは、ディスプレイ媒体と、ディスプレイ
媒体に隣接して設けられた第一のピクセル電極および第二のピクセル電極と、第
一のピクセル電極と電気的につながる第一の電子デバイスおよび第二のピクセル
電極と電気的につながる第二の電子デバイスであって、第一の電極を含む第一の
電子デバイスおよび第二の電極を含む第二の電子デバイスと、第一の電極および
第二の電極と電気的につながる半導体層を含み、その半導体層は、第一の電極か
ら第二の電極へ連続的に広がる。In another aspect, an electronic display includes a display medium, a first pixel electrode and a second pixel electrode provided adjacent to the display medium, and a first pixel electrode electrically connected to the first pixel electrode. A second electronic device electrically connected to the electronic device and the second pixel electrode, a first electronic device including a first electrode and a second electronic device including a second electrode, And a semiconductor layer electrically connected to the second electrode and the second electrode. The semiconductor layer continuously extends from the first electrode to the second electrode.

【００１２】 なお別の局面において、少なくとも第一のトランジスタおよび第二のトランジ
スタを含む薄膜トランジスタのアレイは、次の工程を包含する方法によって製造
される。基板を提供する工程と、パターンニングされていない半導体層を基板に
隣接して形成する工程と、トランジスタの各々に対して少なくとも１つのパター
ンニングされたドレイン電極を形成する工程であって、そのドレイン電極は半導
体層と電気的につながる、工程と、トランジスタの各々に対して少なくとも１つ
のパターンニングされたソース電極を形成する工程であって、そのソース電極は
半導体層と電気てきにつながる、工程と、トランジスタの各々に対して少なくと
も１つのゲート電極を形成する工程であって、トランジスタの１つのソース電極
とドレイン電極との間の半導体層の抵抗が、そのゲート電極の電位を変化させる
ことによって変化され得るように、そのゲート電極は半導体層に隣接する、工程
とを包含する。In yet another aspect, an array of thin film transistors that includes at least a first transistor and a second transistor is manufactured by a method that includes the following steps. Providing a substrate, forming an unpatterned semiconductor layer adjacent to the substrate, and forming at least one patterned drain electrode for each of the transistors, the drain comprising: Forming an at least one patterned source electrode for each of the transistors, wherein the source electrode is electrically connected to the semiconductor layer; Forming at least one gate electrode for each of the transistors, wherein the resistance of the semiconductor layer between one source electrode and the drain electrode of the transistor is changed by changing the potential of the gate electrode. The gate electrode is adjacent to the semiconductor layer.

【００１３】 （好適な実施形態の詳細な説明） 本発明の前述ならびに他の目的、特徴および利点、ならびに本発明自体は、添
付の図面と共に読まれることにより、好適な実施形態の以下の説明からより完全
に理解される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention, as well as the invention itself, are read from the following description of the preferred embodiments, when read in conjunction with the accompanying drawings. More fully understood.

【００１４】 １局面において、本発明は、ディスプレイアプリケーションのための最小限に
パターンニングされた半導体デバイスを特徴とする。好適な実施形態において、
半導体デバイスは、薄膜トランジスタのアレイである。図１を参照して、トラン
ジスタのアレイ１０は、基板１２と、基板１２に隣接して設けられる各トランジ
スタに対するゲート電極１４と、基板１２およびゲート電極１４に隣接して設け
られたゲート誘電体層１６と、ゲート誘電体層１６に隣接して設けられた半導体
層１８と、半導体層１８に隣接して設けられた各トランジスタに対するソース電
極２０およびドレイン電極２２を含む。In one aspect, the invention features a minimally patterned semiconductor device for a display application. In a preferred embodiment,
Semiconductor devices are arrays of thin film transistors. Referring to FIG. 1, an array of transistors 10 includes a substrate 12, a gate electrode 14 for each transistor provided adjacent to the substrate 12, and a gate dielectric layer provided adjacent to the substrate 12 and the gate electrode 14. 16, a semiconductor layer 18 provided adjacent to the gate dielectric layer 16, and a source electrode 20 and a drain electrode 22 for each transistor provided adjacent to the semiconductor layer 18.

【００１５】 薄膜トランジスタの製造のために、基板１２は、例えばシリコンウェハ、ガラ
ス基板、スチール箔、またはプラスティックシートであり得る。ゲート電極１４
は、例えば、金属または導電ポリマーなどの任意の導電性材料であり得る。半導
体層１８として使用するための材料は、例えば、アモルハスシリコンまたはポリ
シリコンなどの無機材料であり得る。あるいは、半導体層１８は、ポリチオフェ
ンおよびその誘導体、オリゴチオフェン、およびペンタセンなどの有機半導体で
形成され得る。概して、従来の薄膜トランジスタを生成する際に有用な任意の半
導体材料が、この実施形態において使用され得る。ゲート誘電体層１６のための
材料は、有機または無機の材料であり得る。適切な材料の例は、ポリイミド、シ
リコン酸化物、および様々な無機のコーティングおよびガラスを含むが、これら
に限定されない。ソース電極２０およびドレイン電極２２は、金属または導電性
ポリマーなどの任意の導電性材料で製造され得る。For the manufacture of a thin film transistor, the substrate 12 can be, for example, a silicon wafer, a glass substrate, a steel foil, or a plastic sheet. Gate electrode 14
Can be any conductive material such as, for example, a metal or a conductive polymer. The material for use as the semiconductor layer 18 can be, for example, an inorganic material such as amorphous silicon or polysilicon. Alternatively, the semiconductor layer 18 can be formed of an organic semiconductor such as polythiophene and its derivatives, oligothiophene, and pentacene. In general, any semiconductor material useful in creating a conventional thin film transistor can be used in this embodiment. The material for the gate dielectric layer 16 can be an organic or inorganic material. Examples of suitable materials include, but are not limited to, polyimide, silicon oxide, and various inorganic coatings and glasses. Source electrode 20 and drain electrode 22 may be made of any conductive material, such as a metal or a conductive polymer.

【００１６】 図１に示されるトランジスタのアレイは、多くの適切な方法の任意の１つを使
用して製造され得る。例えば、蒸着またはスパッタリングなどの真空に基づいた
方法は、トランジスタを形成するために必要な材料を堆積するために使用され得
、その後堆積された材料はパターンニングされ得る。あるいは、ウェットプリン
ト方法または転写方法が、トランジスタを形成するために必要な材料を堆積する
ために使用され得る。The array of transistors shown in FIG. 1 may be manufactured using any one of many suitable methods. For example, vacuum-based methods such as evaporation or sputtering can be used to deposit the necessary materials to form a transistor, after which the deposited material can be patterned. Alternatively, a wet print or transfer method can be used to deposit the necessary materials to form the transistor.

【００１７】 図１の１実施形態において、電極１４、２０、２２（すなわち、ゲート電極、
ソース電極およびドレイン電極）がパターンニングされる一方で、半導体層１８
およびゲート誘電体層１６はパターンニングされず、結果として処理の手間およ
びコストの著しい削減となる。この回路設計は、隣接したトランジスタ間のいく
らかのクロストークを示し得る。しかし、クロストークの程度は、幾つかのアプ
リケーションについて許容可能なレベルに低減され得る。In one embodiment of FIG. 1, the electrodes 14, 20, 22 (ie, the gate electrodes,
The source and drain electrodes) are patterned while the semiconductor layer 18 is being patterned.
And the gate dielectric layer 16 is not patterned, resulting in a significant reduction in processing effort and cost. This circuit design may show some crosstalk between adjacent transistors. However, the degree of crosstalk can be reduced to an acceptable level for some applications.

【００１８】 幾つかのアプリケーションについて、ある程度のクロストークが許容され得る
。例えば、ディスプレイのほんのわずかのグレーレベルの状態しかアドレス指定
されない場合、小漂遊電圧はディスプレイの全体の見かけに著しくは影響を及ぼ
さない。加えて、ディスプレイが並の解像度に対して、または、大きな領域にわ
たって設計される場合は、近隣の回路素子は、互いにはるかに離れ、クロストー
クの影響を軽減する。For some applications, some crosstalk may be tolerated. For example, if only a few gray level states of the display are addressed, a small stray voltage will not significantly affect the overall appearance of the display. In addition, if the display is designed for moderate resolution or over a large area, neighboring circuit elements are far apart from each other, reducing the effects of crosstalk.

【００１９】 概して、クロストークのエラーが、任意の１つの特定のピクセル素子を囲むピ
クセル領域において所望でない光学的変化を引き起こす場合にのみ、クロストー
クのエラーがディスプレイにおいて顕著である。詳細には、ピクセルがたった２
つの可能な切換状態、すなわち暗か明のいずれかしか有さない場合、クロストー
クに起因する電子信号におけるわずかな変動は、ピクセルの光学的みかけを実質
的には変化させない。しかし、中間的な光学状態、すなわちグレーレベルがアド
レス指定される場合、ディスプレイピクセル素子はエラーに対してより敏感であ
る。この状態において、正しくないグレーレベルがピクセルによって表示される
可能性が高くなる。In general, crosstalk errors are significant in a display only if they cause unwanted optical changes in the pixel area surrounding any one particular pixel element. Specifically, only two pixels
If there are only two possible switching states, dark or light, slight variations in the electronic signal due to crosstalk will not substantially change the optical appearance of the pixel. However, if an intermediate optical state, i.e., a gray level, is addressed, the display pixel elements are more sensitive to errors. In this situation, it is more likely that incorrect gray levels will be displayed by the pixels.

【００２０】 特定のディスプレイタイプおよびアプリケーションに応じて、より小さなまた
はより大きなエラー許容度が好適であり得る。例えば、モノクロのディスプレイ
は、１０％より多くのリーク電流を許容でき得るが、一方、２５６レベルのディ
スプレイは一般にかなり低いリークレベルを要求する。好適な実施形態において
、ディスプレイは、ピクセルを限定された数のグレーレベルを有するピクセルを
組み込む。この場合、所定のピクセルは、クロストークに誘導された電圧エラー
にあまり敏感でない。なぜなら、限定された数の光学的状態間に切り換えられる
からである。[0020] Depending on the particular display type and application, smaller or larger error tolerances may be preferred. For example, a monochrome display may be able to tolerate more than 10% leakage current, while a 256 level display generally requires a much lower leakage level. In a preferred embodiment, the display incorporates pixels having a limited number of gray levels. In this case, a given pixel is less sensitive to crosstalk-induced voltage errors. Because it is switched between a limited number of optical states.

【００２１】 特定のディスプレイについて、許容可能なリークは、ピクセルによって見られ
る電気信号におけるエラーの程度および、そのことがピクセルの光学的状態にど
のように影響を及ぼすかに依存している。このことはディスプレイ媒体に依存し
ている。切り換えられるＤＣ信号に依存するディスプレイ電気泳動および回転ボ
ールディスプレイ、強誘電性液晶ディスプレイを含むについて、電子信号の切り
換えは、印加される電圧の大きさおよび持続時間の両方に依存する。許容可能な
リークは、ディスプレイピクセルの光学的状態における最大許容可能エラーに相
当する。For a particular display, the acceptable leakage depends on the degree of error in the electrical signal seen by the pixel and how it affects the optical state of the pixel. This depends on the display medium. For display electrophoresis and rotating ball displays, including ferroelectric liquid crystal displays, which depend on the DC signal being switched, the switching of the electronic signal depends on both the magnitude and duration of the applied voltage. The allowable leak corresponds to the maximum allowable error in the optical state of the display pixel.

【００２２】 図１を参照して説明したトランジスタのアレイは、電子ディスプレイをアドレ
ス指定するために使用され得る。この実施形態は、次のものを含む様々な電子デ
ィスプレイに適用可能である。電気泳動ディスプレイ、液晶ディスプレイ、（有
機光発光材料を含む）放射ディスプレイ、および回転ボールディスプレイ。液晶
ディスプレイについて、エラー限定は、ピクセルにわたる電圧の時間平均平方を
要求する。電流駆動放射ディスプレイについて、電圧変動における許容可能な許
容度は、放射がピクセルを通る電流でどのように変化するかに依存する。概して
、光学状態において徐々に変化するのではなく、切換に関連してしきい値を有す
る切換要素を有するディスプレイタイプは、エラーをより許容する。The array of transistors described with reference to FIG. 1 can be used to address an electronic display. This embodiment is applicable to various electronic displays, including: Electrophoretic displays, liquid crystal displays, emissive displays (including organic light emitting materials), and rotating ball displays. For liquid crystal displays, error limiting requires a time averaged square of the voltage across the pixel. For current driven emissive displays, the acceptable tolerance for voltage variations depends on how the emission varies with the current through the pixel. In general, display types with switching elements that have a threshold associated with switching, rather than gradually changing in optical state, are more tolerant of errors.

【００２３】 許容可能なクロストークを有するトランジスタのアレイは、図２を参照して本
明細書中に提供される設計規則に従うことによって準備され得る。図２は、ディ
スプレイを駆動するための導電性リードおよび素子の平面図を示す。アレイは次
のものを含む。データ線３０、３２、選択線３６、４６、およびピクセル電極３
４、３８、４０、４２。ピクセル電極３４、３８、４０、４２をアドレス指定す
るために、電圧が、適切なデータ線３０、３２および選択線３６、４６に印加さ
れる。例えば、特定のピクセル電極３４をアドレス指定するために、電圧がデー
タ線４６および選択線３６に印加される。ディスプレイ素子の光学的特性におけ
る変化は、ディスプレイ素子に関連するピクセル電極３４、３８、４０、４２を
アドレス指定することによって達成される。An array of transistors having acceptable crosstalk can be prepared by following the design rules provided herein with reference to FIG. FIG. 2 shows a plan view of conductive leads and elements for driving a display. The array includes: Data lines 30, 32, select lines 36, 46, and pixel electrode 3
4, 38, 40, 42. Voltages are applied to the appropriate data lines 30, 32 and select lines 36, 46 to address the pixel electrodes 34, 38, 40, 42. For example, voltages are applied to data lines 46 and select lines 36 to address a particular pixel electrode 34. Changes in the optical properties of the display element are achieved by addressing the pixel electrodes 34, 38, 40, 42 associated with the display element.

【００２４】 好適な実施形態は、適切に機能するディスプレイのための２つの設計基準を含
む。まず、図２を参照して、隣接するデータ線３０、３２の間の抵抗のリークは
、各データ線３０、３２に印加される電圧が関連ドライバ素子によって所望の許
容度内に制御され得るように、小さくなければならない。隣接するデータ線間の
抵抗のリークは、ドライバ回路またはデータ線における許容不可能な抵抗の電圧
降下に至る場合は、非常に大きい。第二に、相当するトランジスタが「オフ」に
切り換えられた場合、ピクセル電極３４を有するピクセル電極３４に隣接する２
つのデータ線３０または３２の各々からの電流のリークは、許容不可能な光学的
アーチファクトを避けるためには十分小さい必要がある。The preferred embodiment includes two design criteria for a properly functioning display. Referring first to FIG. 2, resistance leakage between adjacent data lines 30, 32 is such that the voltage applied to each data line 30, 32 can be controlled within a desired tolerance by the associated driver element. Must be small. Leakage of resistance between adjacent data lines is very large if it leads to an unacceptable voltage drop across the driver circuit or data line. Second, when the corresponding transistor is turned off, two pixels adjacent to the pixel electrode 34 having the pixel electrode 34
Current leakage from each of the three data lines 30 or 32 must be small enough to avoid unacceptable optical artifacts.

【００２５】 電気泳動およびツイストネマチックディスプレイなどのピクセル電極上の時間
可変電圧プロファイルによって、光学的特性が主に決定されるディスプレイでは
、電流のリークは、ピクセルが所定の光学的状態を維持することが要求される期
間（フレーム時間）にわたって十分小さい必要があり、それによりピクセル電圧
は、ある期間の間、許容不可能な量によって変化しない。データ線３０とピクセ
ル電極３４との間の大きな電流のリークは、ピクセル電圧において意図されない
シフトを引き起こし、従って、そのピクセルの光学的状態を変化させる。発光材
料を使用するディスプレイにおいて、そのような寄生リークの電流は、ピクセル
からの所望でない光発光を引き起こし得る。In displays where the optical properties are primarily determined by the time-varying voltage profile on the pixel electrodes, such as electrophoresis and twisted nematic displays, current leakage can cause the pixels to maintain a given optical state. It must be small enough over the required period (frame time), so that the pixel voltage does not change by an unacceptable amount for a period of time. The large current leakage between the data line 30 and the pixel electrode 34 causes an unintended shift in the pixel voltage, thus changing the optical state of the pixel. In displays that use luminescent materials, such parasitic leakage currents can cause unwanted light emission from the pixels.

【００２６】 以下の説明は、上述の２つの設計基準がどのように計算され得るかを示す。半
導体層は、電気素子間の横方向ギャップよりはるかに薄いために、抵抗の計算は
薄膜近似を使用し得る。The following description shows how the above two design criteria can be calculated. Because the semiconductor layer is much thinner than the lateral gap between the electrical elements, the calculation of resistance may use a thin film approximation.

【００２７】 （第一の設計基準）隣接したデータ線３０、３２間の導電性は、列のピクセル
電極３４、４０の存在によって大いに促進される。効率的な伝導経路は、以下の
ように近似され得る。電流は、第一のデータ線３０を介してデータ線３０の隣の
列のピクセル電極３４、４０へリークし得る。ディスプレイは、第一の行のピク
セル電極３４、３８および第二の行のピクセル電極４０、４２を有することに留
意されたい。より一般的には、特定のディスプレイにＮ行あり、Ｎが整数である
場合、隣接データ線３０、３２間に平行なＮ個の導電経路が存在し、隣接データ
線３０、３２間の抵抗経路は、図３に示される抵抗素子によって近似され得る。(First Design Criteria) The conductivity between adjacent data lines 30, 32 is greatly facilitated by the presence of column pixel electrodes 34, 40. An efficient conduction path can be approximated as: Current can leak through the first data line 30 to the pixel electrodes 34, 40 in the column next to the data line 30. Note that the display has a first row of pixel electrodes 34, 38 and a second row of pixel electrodes 40, 42. More generally, if there are N rows in a particular display, where N is an integer, there are N parallel conductive paths between adjacent data lines 30, 32 and a resistive path between adjacent data lines 30, 32. Can be approximated by the resistance element shown in FIG.

【００２８】 図３を参照して、Ｒ_TFTは、「オフ」状態における薄膜トランジスタチャネル
を介して第一のデータ線３０とピクセル電極３４との間の抵抗であり、Ｒ₁は第
一のデータ線３０とピクセル電極３４との間のギャップの残りを介する抵抗であ
り、Ｒ₂はピクセル電極３４と第二のデータ線３２との間のギャップを介する抵
抗である。隣接する電極３４、４０間の領域に沿って隣接するデータ線３０、３
２間に直接提供される抵抗経路は、ピクセル電極３４、４０によって提供される
経路と比較して重要でないとして無視され得る。すなわちピクセル電極３４、４
０は、良好な導体である。このモデルを使用して、隣接するデータ線３０、３２
をわたる抵抗（Ｒ_dd）は、次のように表され得る： Ｒ_dd＝１／Ｎ［Ｒ₂＋（１／Ｒ_TFT＋１／Ｒ₁）^-1］ ここで Ｒ_TFT＝ρＬ／Ｗｈ Ｒ₁＝ρＬ₁／（Ｙ_p−Ｗ）ｈ Ｒ₂＝ρＬ₂／Ｙ_pｈ Ｎはピクセル電極のろうの数であり、ρは半導体層のバルク抵抗であり、Ｌは
ソース電極とドレイン電極との間の距離であり、Ｌ₁はデータ線と隣接するピク
セル電極との間の距離であり、Ｌ₂は、ピクセル電極と隣接するデータ線との間
の距離であり、Ｙ_pはピクセル電極の幅であり、Ｗはチャネルの幅であり、そし
てｈは連続した半導体層の厚さである。Referring to FIG. 3, R _TFT is the resistance between the first data line 30 and the pixel electrode 34 via the thin film transistor channel in the “off” state, and R ₁ is the first data line the resistance through the remaining gap between the 30 and the pixel electrode 34, R ₂ is the resistance through the gap between the pixel electrode 34 and the second data line 32. The adjacent data lines 30, 3 along the area between the adjacent electrodes 34, 40
The resistance path provided directly between the two can be ignored as insignificant compared to the path provided by the pixel electrodes 34,40. That is, the pixel electrodes 34, 4
0 is a good conductor. Using this model, adjacent data lines 30, 32
The resistance across (R _dd ) can be expressed as: R _dd = 1 / N [R ₂ + (1 / R _TFT + 1 / R ₁ ) ⁻¹ ] where R _TFT = ρL / Wh R _{1 = ρL 1 / (Y p -W} ) h R 2 = ρL 2 / Y p h N is the number of wax of the pixel electrodes, [rho is the bulk resistance of the semiconductor layer, L is the source electrode and the drain electrode L ₁ is the distance between the data line and the adjacent pixel electrode, L ₂ is the distance between the pixel electrode and the adjacent data line, and Y _p is the width of the pixel electrode. Where W is the width of the channel and h is the thickness of the continuous semiconductor layer.

【００２９】 適切に機能するディスプレイは、データ線３０、３２間の抵抗よりはるかに大
きな隣接するデータ線３０、３２間の抵抗電圧源（Ｒ_d）を有する。薄膜トラン
ジスタチャネルの幅が、ピクセル幅（Ｙ_p）よりはるかに小さい近似において、
この条件は、２つの不等式に従うディスプレイによって達成され得る： Ｒ₁＋Ｒ₂＞＞ＮＲ_d および Ｒ_TFT＞＞ＮＲ_d データ線はまた、選択線がオフ（アレイが選択されていない）間は、隣接するピ
クセルを電荷する必要はない。この要求は、次のように変換され得る： Ｒ_TFT＞＞Ｒ_p および Ｒ₂＞＞Ｒ_p Ｒ_pは、ピクセルを通る抵抗である。A properly functioning display has a resistance voltage source (R _d ) between adjacent data lines 30, 32 that is much larger than the resistance between the data lines 30, 32. In an approximation where the width of the thin film transistor channel is much smaller than the pixel width (Y _p ),
This condition can be achieved by a display that obeys two inequalities: R ₁ + R ₂ >> NR _d and R _TFT >> NR _{d The} data lines are also adjacent while the select line is off (no array selected). There is no need to charge the pixel. This requirement can be translated as follows: R _TFT >> R _p and R ₂ >> R _p R _p is the resistance through the pixel.

【００３０】 アモルファスシリコンについて、（ドープされていない）抵抗率は、ほぼ１０ ⁸ ｏｈｍ-ｃｍである。典型的な半導体の厚さは、約５００オングストロームであ
る。この情報およびピクセルの寸法は、関連した抵抗を計算するために使用され
得る。For amorphous silicon, the (undoped) resistivity is approximately 10 ⁸ ohm-cm. A typical semiconductor thickness is about 500 angstroms.
You. This information and pixel dimensions are used to calculate the associated resistance
obtain.

【００３１】 （第二の設計基準） ピクセル電極３４のデータ線３０に対する最小間隔、Ｌ _ms は、ピクセル電圧に対するリークの影響を考慮することにより得られ得る。ピ
クセル上の所望でない電圧の変化を避けるために、次の条件が適合され得る必要
がある： Ｉ_leakＴ_f≦Ｃ_pδＶ_p Ｉ_leakは、パターンニングされていない半導体層を通してデータ線からピクセル
電極へのリーク電流であり、Ｔ_fはフレーム時間であり、そしてＣ_pはピクセルの
全キャパシタンスである。δＶ_pは、ピクセル電極上のリークに誘導された電圧
シフトに対する最大許容度である。この値は、電圧の変化がピクセルの光学状態
およびディスプレイのパラメータによって規定される許容度にどのような影響を
与えるかに依存する。(Second Design Criteria) The minimum distance between the pixel electrode 34 and the data line 30, L _ms Can be obtained by considering the effect of leakage on the pixel voltage. Pi
The following conditions need to be met to avoid unwanted voltage changes on the cell
There is: I_leakT_f≤C_pδV_p I_leakIs the pixel from the data line through the unpatterned semiconductor layer
The leakage current to the electrode, T_fIs the frame time, and C_pIs the pixel
Total capacitance. δV_pIs the voltage induced by the leak on the pixel electrode
Maximum tolerance for shift. This value indicates that the change in voltage is the optical state of the
And what is the effect on the tolerance specified by the display parameters?
It depends on what you give.

【００３２】 最大間隔におけるＩ_leakは、次によって表され得る： Ｉ_leak＝σｗｈ（Ｖ_p−Ｖ_d）／Ｌ_ms σは半導体材料の導電率であり、ｗはリーク経路の幅であり、ｈは下部の半導体
材料の厚さであり、そしてＶ_dはデータ線の電圧である。I _leak at the maximum spacing can be represented by: I _leak = σwh (V _p −V _d ) / L _ms σ is the conductivity of the semiconductor material, w is the width of the leak path, h Is the thickness of the underlying semiconductor material, and V _d is the data line voltage.

【００３３】 上の２つの式を結合して、最小間隔Ｌ_msを規定する次の関係を与える： Ｌ_ms≧σｗｈ（Ｖ_p−Ｖ_d）／Ｃ_pixδＶ_p 上記の説明は、単一のリーク源での実施形態に適用する。複数のリーク源が存在
する場合は、Ｉ_leakは、各リーク源からのリーク電流を含み、そして各リーク経
路についての最小間隔Ｌ_msは、それに従って得られる必要がある。Combining the above two equations gives the following relationship that defines the minimum spacing L _ms : L _ms ≧ σ wh (V _p −V _d ) / C _pix δV _p Applies to embodiments with leak sources. If there are multiple leak sources, I _leak includes the leak current from each leak source, and the minimum spacing L _ms for each leak path needs to be obtained accordingly.

【００３４】 カプセル型電気泳動ディスプレイに使用のための薄膜トランジスタの好適な実
施形態は、図４ａに示される。図４ａを参照して、この好適な実施形態は、デー
タ線３０’、３２’、選択線３６’、ピクセル電極３４’、およびコンデンサ９
２’を含む。様々な物理的寸法は、ミクロンで示される。A preferred embodiment of a thin film transistor for use in a capsule electrophoretic display is shown in FIG. 4a. Referring to FIG. 4a, this preferred embodiment includes a data line 30 ', 32', a select line 36 ', a pixel electrode 34', and a capacitor 9 '.
2 '. Various physical dimensions are indicated in microns.

【００３５】 図４ａの実施形態は、図４ｂに断面図で示されるが、目盛りは示されない。図
４ｂを参照して、実施形態は、ゲート電極５３’、ＳｉＮ誘電体層５４’、アモ
ルファスシリコン層５６’、アモルファスシリコンコンタクト５８’ドレイン電
極およびピクセル電極５９’、およびコンデンサ９２’を含む。The embodiment of FIG. 4a is shown in cross section in FIG. 4b, but without the scale. Referring to FIG. 4b, an embodiment includes a gate electrode 53 ', a SiN dielectric layer 54', an amorphous silicon layer 56 ', an amorphous silicon contact 58' drain and pixel electrode 59 ', and a capacitor 92'.

【００３６】 図４の実施形態の動作特性を示すために、サンプルは、好適なものとして２マ
スクプロセスまたは比較のため３マスクプロセスのいずれかを通して調整された
。２マスクプロセスにおいて、ＳｉＮ誘電体層５４’およびアモルファスシリコ
ン層５６’は、パターンニングされなかったが、一方３マスクプロセスにおいて
は、ＳｉＮ誘電体層５４’およびアモルファスシリコン層５６’両方がパターン
ニングされた。これら２つのサンプルについての物理的特性および実験的に測定
された電気特性は、下の表に与えられる。To illustrate the operating characteristics of the embodiment of FIG. 4, the samples were conditioned through either a two-mask process as appropriate or a three-mask process for comparison. In the two mask process, the SiN dielectric layer 54 'and the amorphous silicon layer 56' were not patterned, while in the three mask process, both the SiN dielectric layer 54 'and the amorphous silicon layer 56' were patterned. Was. The physical and experimentally measured electrical properties for these two samples are given in the table below.

【００３７】[0037]

【表１】 予想されたように、パターンニングされなかったサンプルについてのリーク電
流およびオン／オフ比は、パターンニングされたサンプルより劣っている。しか
し、パターンニングされなかったサンプルは、上記で説明したように、多くのデ
ィスプレイアプリケーションについて適切でありかつ好適の両方である。図５を
参照して、２マスクサンプルのドレイン電流対ゲート電圧特性が示される。ドレ
イン電流は、ゲート電圧をゼロから３０ボルトに変化させることによって大きさ
を５桁より大きく変化させ得る。この大きな範囲で、このトランジスタは、多く
のディスプレイのアプリケーションに適する。[Table 1] As expected, the leakage current and on / off ratio for the unpatterned sample is inferior to the patterned sample. However, unpatterned samples are both appropriate and suitable for many display applications, as explained above. Referring to FIG. 5, the drain current vs. gate voltage characteristics of the two mask samples are shown. The drain current can vary in magnitude by more than five orders of magnitude by changing the gate voltage from zero to 30 volts. In this large range, the transistor is suitable for many display applications.

【００３８】 薄膜トランジスタアレイのさらに別の実施形態が次に与えられる。図６を参照
して、底部のゲートトランジスタのアレイ５０は、基板５２、基板５２に隣接し
て設けられた各トランジスタについてのパターンニングされたゲート電極５３、
ゲート電極５３および基板５２に隣接して設けられた誘電体層５４、誘電体層５
４に隣接して設けられたボロンをドープしたアモルファスシリコン層５６、アモ
ルファスシリコンをドープした層５６に隣接して設けられた複数のパターンニン
グされたｎ⁺をドープしたアモルファスシリコンコンタクト５８、およびパター
ンニングされたｎ⁺をドープしたアモルファスシリコンコンタクト５８に隣接し
て設けられたパターンニングされたソース電極、ドレイン電極またはピクセル電
極５９を含む。各パターンニングされたｎ⁺をドープしたアモルファスシリコン
コンタクト５８は、より良好な電気的接触を提供するために、アモルファスシリ
コン層５６とパターンニングされた電極６０との間に設けられる。金属半導体の
界面でのコンタクト５８は、オームの挙動を確実にする。コンタクト５８は、気
相においてＰＨ₃をＳｉＨ₄に添加することによって堆積され得る。コンタクト５
８はまた、真性のアモルファスシリコン層５６の選択された領域にｎ型ドーパン
トを直接イオン注入し、その後追加のｎ⁺アモルファスシリコンの堆積工程の代
わりとして、高温アニーリングによって達成され得る。しかし、コンタクト５８
は、十分に機能するトランジスタを製造するためには必須ではない。Another embodiment of a thin film transistor array will now be given. Referring to FIG. 6, an array of bottom gate transistors 50 includes a substrate 52, a patterned gate electrode 53 for each transistor disposed adjacent to the substrate 52,
Dielectric layer 54 and dielectric layer 5 provided adjacent to gate electrode 53 and substrate 52
4, a boron-doped amorphous silicon layer 56 provided adjacent the amorphous silicon-doped amorphous silicon contact 58, and a plurality of patterned n ⁺ -doped amorphous silicon contacts 58 provided adjacent the amorphous silicon-doped layer 56; A patterned source electrode, drain electrode or pixel electrode 59 disposed adjacent to the doped n ⁺ -doped amorphous silicon contact 58. Each patterned n ⁺ doped amorphous silicon contact 58 is provided between the amorphous silicon layer 56 and the patterned electrode 60 to provide better electrical contact. The contact 58 at the metal-semiconductor interface ensures ohmic behavior. Contact 58, a PH ₃ in the gas phase can be deposited by adding to the SiH _4. Contact 5
8 can also be achieved by high temperature annealing, as an alternative to directly implanting n-type dopants into selected regions of the intrinsic amorphous silicon layer 56, followed by an additional n ⁺ amorphous silicon deposition step. However, contact 58
Is not essential for producing a fully functioning transistor.

【００３９】 図７を参照して、上部ゲートトランジスタ６０のアレイは、基板６２、基板６
２に隣接して設けられた各トランジスタに対してパターンニングされたソース電
極、ドレイン電極、および／またはピクセル電極６４、各電極６４に隣接して設
けられたパターンニングされたｎ⁺アモルファスシリコンコンタクト６６、コン
タクト６６および基板６２に隣接して設けられたボロンをドープしたアモルファ
スシリコン層６８、ボロンをドープしたアモルファスシリコン層６８に隣接して
設けられた誘電体層７０、および誘電体層７０に隣接して設けられた各トランジ
スタに対するゲート電極７２を含む。Referring to FIG. 7, an array of upper gate transistors 60 includes a substrate 62 and a substrate 6
2, a patterned source electrode, a drain electrode, and / or a pixel electrode 64 for each transistor provided adjacent to each other, a patterned n ⁺ amorphous silicon contact 66 provided adjacent to each electrode 64 , A boron-doped amorphous silicon layer 68 provided adjacent to the contact 66 and the substrate 62, a dielectric layer 70 provided adjacent to the boron-doped amorphous silicon layer 68, and an adjacent to the dielectric layer 70. And a gate electrode 72 for each transistor provided.

【００４０】 図８を参照して、底部ゲートトランジスタ８０のアレイは、図６のトランジス
タ５０に実質的に類似する。図８のトランジスタ８０は、ボロンをドープしたア
モルファスシリコン層５６の露出された領域の上に設けられた不活性層８２を含
む。不活性層８２は、電極５９のパターンニング後堆積され得る。例えば、不活
性層８２は、窒化シリコンから成り得る。１実施形態において、光遮断層が、任
意の露出されたシリコン層５６を保護するために、トランジスタのアレイに組み
込まれる。光遮断層は、光吸収または光反射のいずれかであり得る。Referring to FIG. 8, an array of bottom gate transistors 80 is substantially similar to transistor 50 of FIG. The transistor 80 of FIG. 8 includes an inactive layer 82 provided over the exposed regions of the boron-doped amorphous silicon layer 56. Inert layer 82 may be deposited after patterning of electrode 59. For example, the inert layer 82 can be made of silicon nitride. In one embodiment, a light blocking layer is incorporated into the array of transistors to protect any exposed silicon layer 56. The light blocking layer can be either light absorbing or light reflecting.

【００４１】 図９を参照して、底部ゲートトランジスタ９０のアレイは、図８のトランジス
タ８０のアレイに実質的に類似する。トランジスタ９０のアレイは、基板コンデ
ンサ９２をさらに組み込む。基板コンデンサ９２は、前のゲート線５３にわたっ
てピクセル電極９４を単に延ばすことによって形成され得る。キャパシタンスは
、重なる領域に直接比例している。Referring to FIG. 9, an array of bottom gate transistors 90 is substantially similar to the array of transistors 80 of FIG. The array of transistors 90 further incorporates a substrate capacitor 92. Substrate capacitor 92 may be formed by simply extending pixel electrode 94 over previous gate line 53. Capacitance is directly proportional to the area of overlap.

【００４２】 １つの別の実施形態において、安価なディスプレイは、パターンニングの工程
数を最小化することによって製造され得る。そのようなディスプレイは、異なる
形式を取り得、大領域ディスプレイ、低ピクセル密度から中間のピクセル密度を
有するディスプレイ、またはマイクロカプセル型電気泳動ディスプレイデバイス
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、半導体層１８、５
６、または６８は、パターンニングされない。あるいは、誘電体層１６、５４、
または７０は、パターンニングされない。あるいは、半導体層１８、５６、また
は６８および誘電体層１６、５４、または７０の両方が、パターンニングされな
い。In one alternative embodiment, an inexpensive display can be manufactured by minimizing the number of patterning steps. Such displays may take different forms and include, but are not limited to, large area displays, displays having low to medium pixel densities, or microencapsulated electrophoretic display devices. In a preferred embodiment, the semiconductor layers 18, 5
6, or 68 is not patterned. Alternatively, the dielectric layers 16, 54,
Or 70 is not patterned. Alternatively, both the semiconductor layer 18, 56, or 68 and the dielectric layer 16, 54, or 70 are not patterned.

【００４３】 電子ディスプレイは、上述したようにトランジスタのアレイを組み込み得る。
図１０を参照して、電子ディスプレイ１００は、電極１０２を支持する基板１０
１、電極１０２に隣接して設けられるディスプレイ媒体１０６、ディスプレイ媒
体１０６に隣接して設けられる複数のピクセル電極１０４、および分離した（ｄ
ｉｓｃｒｅｔｅ）電子デバイスに隣接しかつ電気的につながって設けられた基板
１１０によって支持されるピクセル電極１０４に隣接しかつ電気的につながって
設けられた複数の分離した電子デバイス（例えば、トランジスタ）を含む。この
実施形態において、分離した電子デバイスは、トランジスタである。ゲート電極
１１２、ゲート誘電体層１００、半導体層１１８およびトランジスタのソース電
極１２０が、この断面図に示される。An electronic display may incorporate an array of transistors as described above.
Referring to FIG. 10, electronic display 100 includes a substrate 10 supporting electrodes 102.
1, a display medium 106 provided adjacent to the electrode 102, a plurality of pixel electrodes 104 provided adjacent to the display medium 106, and a separate (d
includes a plurality of discrete electronic devices (e.g., transistors) adjacent and electrically connected to the pixel electrodes 104 supported by a substrate 110 adjacent and electrically connected to the electronic devices. . In this embodiment, the separate electronic device is a transistor. The gate electrode 112, the gate dielectric layer 100, the semiconductor layer 118, and the source electrode 120 of the transistor are shown in this cross section.

【００４４】 基板１０１は、透明な材料から作製され得る。基板１０１はまた、可撓性基板
であり得る。例えば、基板１０１は、ポリエステルから成り得る。電極１０２は
、通常の電極であり得る。あるいは、電極１０２は、複数のアレイの電極であり
得る。電極１０２は、透明な導電材料から成り得る。例えば、インジウムすず酸
化物（ＩＴＯ）、ポリアニリン、またはポリチオフェンコーティングが、基板１
０１の内部表面に設けられ得る。The substrate 101 can be made from a transparent material. Substrate 101 can also be a flexible substrate. For example, the substrate 101 can be made of polyester. The electrode 102 can be a normal electrode. Alternatively, electrode 102 may be a multiple array of electrodes. The electrode 102 can be made of a transparent conductive material. For example, an indium tin oxide (ITO), polyaniline, or polythiophene coating may be applied to the substrate 1
01 may be provided on the inner surface.

【００４５】 ディスプレイ媒体１０６は、バインダー１２６内に分散された複数のマイクロ
カプセル１２４を含み得る。各マイクロカプセル１２４は、電子光学材料を含み
得る。電子光学材料とは、電気的信号に応答して光学特性を表示する材料を言う
。電子光学材料は、例えば、溶媒中に分散された電気泳動粒子または液晶であり
得る。電子光学材料はまた、溶媒に分散された重クロム酸球（ｂｉｃｈｒｏｍａ
ｌ ｓｐｈｅｒｅ）であり得る。マイクロカプセル１２４内の電子光学材料の詳
細は、以下で説明される。マイクロカプセル１２４内の電子光学材料の重要な特
性は、材料が電界の印加の際に１つの可視状態および異なる電界の印加の際に異
なる可視状態を表示し得ることである。The display medium 106 may include a plurality of microcapsules 124 dispersed in a binder 126. Each microcapsule 124 may include an electro-optic material. Electro-optical materials are materials that display optical properties in response to electrical signals. The electro-optic material can be, for example, electrophoretic particles or a liquid crystal dispersed in a solvent. Electro-optical materials also include bichroma spheres dispersed in a solvent.
l sphere). Details of the electro-optic material in the microcapsule 124 will be described below. An important property of the electro-optic material within the microcapsule 124 is that the material can display one visible state when an electric field is applied and a different visible state when a different electric field is applied.

【００４６】 １実施形態において、ディスプレイ媒体１０６は、粒子ベースのディスプレイ
媒体を含む。１つの詳細な実施形態において、粒子ベースのディスプレイ媒体は
、電子インクを含む。電子インクは、少なくとも２つの相：電気泳動対照媒体の
位相およびコーティング／結合相を含む光電子的にアクティブな材料である。電
気泳動位相は、幾つかの実施形態において、透明な媒体または着色された媒体に
分散された一種類の電気泳動粒子、あるいは透明な媒体または着色された媒体に
分散された異なる物理的特性および電気的特性を有する２つ以上の種類の電気泳
動粒子を含む。幾つかの実施形態において、電気泳動位相はカプセル型、すなわ
ち、２つの位相間にカプセル壁の相がある。コーティング／結合相は、１実施形
態において、電気泳動位相を囲むポリマーマトリクスを含む。この実施形態にお
いて、重合バインダー内のポリマーは、従来のインクと同じように、乾燥、架橋
、そうでなければ加硫（ｃｕｒｅ）され得、従って印刷プロセスは、電子インク
を基板上へ堆積するために使用され得る。In one embodiment, display medium 106 includes a particle-based display medium. In one detailed embodiment, the particle-based display media includes electronic ink. Electronic inks are optoelectronically active materials that include at least two phases: the phase of the electrophoretic control medium and the coating / binding phase. The electrophoretic phase may, in some embodiments, be a single type of electrophoretic particles dispersed in a transparent or colored medium, or different physical properties and electrical properties dispersed in a transparent or colored medium. Including two or more types of electrophoretic particles having specific properties. In some embodiments, the electrophoretic phase is capsule-shaped, ie, there is a phase of the capsule wall between the two phases. The coating / binding phase, in one embodiment, comprises a polymer matrix surrounding the electrophoretic phase. In this embodiment, the polymer in the polymerized binder can be dried, cross-linked, or otherwise cured, similar to a conventional ink, so that the printing process is performed to deposit the electronic ink on the substrate. Can be used for

【００４７】 電子インクの光学特性は、他の電子ディスプレイ材料とはかなり異なる。最も
顕著な違いは、電子インクは、（通常の印刷インクと同じように）顔料ベースで
あるため、高度な反射率およびコントラスト両方を提供することである。電子イ
ンクから散乱された光は、観測（ｖｉｅｗｉｎｇ）表面の上部に近接する顔料の
非常に薄い層から生じる。この点において、それは普通の印刷された画像に似て
いる。さらに、電子インクは、印刷されたページと同じ方法で、幅広い範囲の視
角から容易に見られ、そしてそのようなインクは、他の任意の電子ディスプレイ
材料よりランベルトのコントラストカーブにより接近して近づく。電子インクは
印刷されることが可能であるため、従来のインクを含めて他のすべての印刷材料
で同じ表面上に含まれ得る。電子インクは、すべてのディスプレイの構成におい
て光学的に安定させることが可能である。すなわち、インクは持続的光学状態に
設定され得る。電子インクを印刷することによるディスプレイの製造は、この安
定性のため低電力の用途に特に有用である。The optical properties of electronic inks are quite different from other electronic display materials. The most notable difference is that electronic inks provide both high reflectivity and contrast because they are pigment-based (as are normal printing inks). Light scattered from the electronic ink results from a very thin layer of pigment close to the top of the viewing surface. In this respect, it resembles a normal printed image. In addition, electronic inks are easily seen from a wide range of viewing angles in the same manner as printed pages, and such inks come closer to Lambert's contrast curve than any other electronic display material. Because electronic inks can be printed, they can be included on the same surface with all other printing materials, including conventional inks. Electronic ink can be optically stable in all display configurations. That is, the ink can be set to a persistent optical state. The manufacture of displays by printing electronic ink is particularly useful for low power applications due to this stability.

【００４８】 電子インクディスプレイは、それらがＤＣ電圧によってアドレスされ得、そし
てほとんど電流を引きつけない点において新規である。電圧を電子インクディス
プレイへ送達するために使用される導電リードおよび電極は、比較的に高い抵抗
率であり得る。抵抗導電体を使用する能力は、電子インクディスプレイにおいて
導電体として使用され得る材料の数とタイプを実質的に広げる。特に、液晶デバ
イスの標準的な材料である、高コストな真空スパッタリングされたインジウムす
ず酸化物（ＩＴＯ）導電体は必要とされない。コストを節約することとは別に、
ＩＴＯを他の材料に取り替えることで、外観、処理能力（印刷導電体）、可撓性
、および耐久性における利益を提供し得る。加えて、印刷された電極は、（液晶
のように）流体層とではなく、固体のバインダーとのみ接触している。このこと
は、固体でなければ液晶と接触して融解したり劣化されたりする幾つかの導電材
料が、電子インクの用途に使用され得ることを意味する。これらは、後方電極の
ための不透明な金属インク（例えば、銀インクおよびグラファイトインク）、お
よびいずれかの基板のための導電性透明インクを含む。これらの導電性コーティ
ングは、導電性または半導電性のコロイドを含み、その例はインジウムすず酸化
物およびアンチモンをドープした酸化すずである。有機導体（重合性導電体およ
び分子性有機導電体）もまた使用され得る。ポリマーは、ポリアニリンおよびそ
の誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシ
チオフェン）（ＰＥＤＯＴ）およびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体
、そしてポリフェニルエネビニレン（ＰＰＶ）およびその誘導体を含むが、これ
らに限定されない。有機分子性導体は、ナフタレン、フタロシアニンおよびペン
タセンの誘導体を含むが、これらに限定されない。導電率の要求が厳格でないた
め、ポリマー層は、従来のディスプレイより薄くおよびより透明に作製され得る
。[0048] Electronic ink displays are novel in that they can be addressed by a DC voltage and draw little current. The conductive leads and electrodes used to deliver voltage to the electronic ink display can be of relatively high resistivity. The ability to use resistive conductors substantially expands the number and type of materials that can be used as conductors in electronic ink displays. In particular, no expensive vacuum sputtered indium tin oxide (ITO) conductor, a standard material for liquid crystal devices, is required. Apart from saving costs,
Replacing ITO with other materials may provide benefits in appearance, throughput (printed conductors), flexibility, and durability. In addition, the printed electrodes are in contact only with a solid binder, not with a fluid layer (like a liquid crystal). This means that some conductive materials that would otherwise melt and degrade in contact with the liquid crystal could be used in electronic ink applications. These include opaque metallic inks (eg, silver and graphite inks) for the back electrode, and conductive transparent inks for any substrate. These conductive coatings include conductive or semiconductive colloids, examples being indium tin oxide and antimony doped tin oxide. Organic conductors (polymerizable and molecular organic conductors) can also be used. Polymers include polyaniline and its derivatives, polythiophene and its derivatives, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and its derivatives, polypyrrole and its derivatives, and polyphenylenevinylene (PPV) and its derivatives. However, the present invention is not limited to these. Organic molecular conductors include, but are not limited to, derivatives of naphthalene, phthalocyanine and pentacene. Because the conductivity requirements are not stringent, the polymer layer can be made thinner and more transparent than conventional displays.

【００４９】 ピクセル電極１０４は、バインダーを通してディスプレイ媒体１０６に接着さ
れ得る。例えば、バインダーは、感圧接着材であり得る。ピクセル電極１０４は
、任意の導電材料で製造され得る。ピクセル電極１０４は、透明または不透明で
あり得る。例えば、ピクセル電極１０４は、ハンダペースト、銅、銅クラッドポ
リイミド、グラファイトインク、銀インク、および他の金属含有導電性インクで
作製され得る。ピクセル電極１０４は、基板１１０上に形成され、その後ディス
プレイ媒体１０６に結合され得る。The pixel electrode 104 can be adhered to the display medium 106 through a binder. For example, the binder can be a pressure sensitive adhesive. Pixel electrode 104 can be made of any conductive material. Pixel electrode 104 may be transparent or opaque. For example, pixel electrodes 104 can be made of solder paste, copper, copper clad polyimide, graphite ink, silver ink, and other metal-containing conductive inks. Pixel electrode 104 may be formed on substrate 110 and then coupled to display medium 106.

【００５０】 個別の電極デバイスは、ディスプレイのピクセルをアドレスするためのトラン
ジスタなどの非線形のデバイスであり得る。あるいは、非線形のデバイスはダイ
オードであり得る。The individual electrode device can be a non-linear device such as a transistor for addressing the pixels of the display. Alternatively, the non-linear device can be a diode.

【００５１】 電極１１２、１２０は、透明または不透明いずれかの任意の導電材料で作製さ
れ得る。導電材料は、印刷され、コーティングされ、または真空スパッタリング
され得る。例えば、電極１０２、１１２，１２０はまた、インジウムすず酸化物
などの透明な材料、およびポリアニリンまたはポリチオフェンなどの導電性ポリ
マーを使用して作製され得る。あるいは、電極１０２、１１２，１２０は、ハン
ダペースト、銅、銅クラッドポリイミド、グラファイトインク、銀インク、およ
び他の金属含有導電性インクなどの不透明な材料で作製され得る。The electrodes 112, 120 can be made of any conductive material, either transparent or opaque. The conductive material can be printed, coated, or vacuum sputtered. For example, electrodes 102, 112, 120 can also be made using a transparent material, such as indium tin oxide, and a conductive polymer, such as polyaniline or polythiophene. Alternatively, electrodes 102, 112, 120 may be made of an opaque material such as solder paste, copper, copper clad polyimide, graphite ink, silver ink, and other metal-containing conductive inks.

【００５２】 図１０に示される電子ディスプレイ１００のアーキテクチャは、例示的のみで
あり、そして電子ディスプレイのための他のアーキテクチャも、本発明に従って
使用され得る。The architecture of electronic display 100 shown in FIG. 10 is exemplary only, and other architectures for electronic displays may be used in accordance with the present invention.

【００５３】 （電気泳動ディスプレイに使用のための材料） 上記で説明したカプセル型電気泳動ディスプレイを製造するための有用な材料
は、以下に詳細に説明される。これらの材料の多くは、従来の電気泳動ディスプ
レイを製造する当業者、またはマイクロカプセル化の当業者に周知である。カプ
セル型電気泳動ディスプレイに見られる他の必要な成分と共にこれらの材料およ
びプロセスの組合せが、本明細書中に記載される本発明を構成する。Materials for Use in Electrophoretic Displays Useful materials for making the above-described capsule electrophoretic displays are described in detail below. Many of these materials are well known to those skilled in the art of manufacturing conventional electrophoretic displays or of microencapsulation. The combination of these materials and processes, together with other necessary components found in a capsule electrophoretic display, make up the invention described herein.

【００５４】 （Ａ．粒子） 上記で説明したように、電気泳動ディスプレイに使用のための粒子の選択にお
いて多くの適応性がある。本発明の目的のために、粒子は、帯電されるかまたは
電荷を獲得する可能性がある（すなわち、電気泳動移動度を有するまたはその性
能がある）任意の成分であり、そして、幾つかの場合において、この移動度は、
ゼロまたはゼロに接近し得る（すなわち、粒子は移動しない）。粒子は、ニート
顔料、または着色された（レーキされた）顔料あるいは顔料／ポリマーの複合体
、あるいは帯電されるかまたは電荷を獲得するがあるすべての他の成分であり得
る。電気泳動粒子について典型的に考慮することは、その光学特性、電気特性、
および表面の化学的性質である。粒子は、有機または無機の化合物であり得、光
を吸収または光を散乱するかいずれかであり得る。本発明に用いるための粒子は
、散乱する顔料、吸収する顔料および発光顔料をさらに含み得る。粒子は、コー
ナーキューブなどのように逆反射し得るか、またはＡＣ電界によって励起された
場合、光を発する硫化亜鉛粒子などの電子ルミネセンスであり得るか、光ルミネ
センスであり得る。最後に、粒子は、帯電することまたは帯電剤との相互作用を
改善するため、すなわち分散性を改善するために、表面処理され得る。A. Particles As explained above, there is much flexibility in selecting particles for use in an electrophoretic display. For the purposes of the present invention, a particle is any component that can be charged or acquire a charge (ie, has or is capable of electrophoretic mobility), and In some cases, this mobility is
It can be zero or close to zero (ie, the particles do not move). The particles can be neat pigments, or pigmented (lake) or pigment / polymer complexes, or any other component that is charged or acquires a charge. Typical considerations for electrophoretic particles include their optical, electrical,
And surface chemistry. The particles can be organic or inorganic compounds and can either absorb light or scatter light. Particles for use in the present invention can further include scattering pigments, absorbing pigments, and luminescent pigments. The particles may be retroreflected, such as a corner cube, or may be electroluminescent, such as zinc sulfide particles that emit light when excited by an AC electric field, or may be photoluminescent. Finally, the particles can be surface treated to improve charging or interaction with the charging agent, ie to improve dispersibility.

【００５５】 本発明の電気泳動ディスプレイに使用するための好適な粒子は、チタニアであ
る。チタニア粒子は、例えば、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンなどの酸化
金属でコーティングされ得る。例えばチタニア粒子は、１つか２つまたはそれ以
上の金属酸化物コーティング層を有し得る。例えば、本発明の電気泳動ディスプ
レイに使用のためのチタニア粒子は、酸化アルミニウムのコーティングおよび酸
化シリコンのコーティングを有し得る。コーティングは、任意の順序で粒子に添
加され得る。A preferred particle for use in the electrophoretic display of the present invention is titania. The titania particles can be coated with a metal oxide such as, for example, aluminum oxide or silicon oxide. For example, the titania particles can have one or two or more metal oxide coating layers. For example, titania particles for use in the electrophoretic display of the present invention can have an aluminum oxide coating and a silicon oxide coating. The coating can be added to the particles in any order.

【００５６】 電気泳動粒子は、通常顔料、ポリマー、レーキされた顔料、または上記の幾つ
かの組合せである。ニート顔料は、任意の顔料であり得、そして通常明るい色の
粒子については、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。幾つかの典型的
な粒子は、高屈折率、高散乱係数、および低吸収係数を有する。他の粒子は、ペ
イントやインクに使用されるカーボンブラックまたは着色顔料、などの吸収性の
あるものである。顔料はまた、懸濁流体に不溶性である必要がある。ジアリライ
ドイエロー、ハンザエロー、およびベンジジンイエローなどのイエロー顔料もま
た、類似のディスプレイの使用に見られる。任意の他の反射材料が、金属粒子な
どの非顔料材料を含めて明るい色の粒子のために使用され得る。The electrophoretic particles are usually pigments, polymers, laked pigments, or some combination of the above. The neat pigment can be any pigment, and for particles of usually light color, pigments such as, for example, rutile (titania), anatase (titania), barium sulfate, kaolin, or zinc oxide are useful. Some typical particles have a high refractive index, a high scattering coefficient, and a low absorption coefficient. Other particles are absorbent, such as carbon black or color pigments used in paints and inks. The pigment must also be insoluble in the suspending fluid. Yellow pigments such as Diarylide Yellow, Hansa Yellow, and Benzidine Yellow also find use in similar displays. Any other reflective material may be used for light colored particles, including non-pigmented materials such as metal particles.

【００５７】 有用なニート顔料は、ＰｂＣｒＯ₄，Ｃｙａｎ Ｂｌｕｅ ＧＴ ５５−３２
９５（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗａｙｎｅ，Ｎ
Ｊ）， Ｃｉｂａｃｒｏｎ Ｂｌａｃｋ ＢＧ（Ｃｉｂａ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉ
ｎｃ．， Ｎｅｗｐｏｒｔ， ＤＥ），Ｃｉｂａｃｒｏｎ Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ
，Ｂｌｕｅ Ｇ（Ｃｉｂａ）， Ｃｉｂａｌｏｎ Ｂｌａｃｋ ＢＧＬ（Ｃｉｂ
ａ）， Ｏｒａｓｏｌ Ｂｌａｃｋ ＢＲＧ（Ｃｉｂａ）， Ｏｒａｓｏｌ Ｂ
ｌａｃｋ ＲＢＬ（Ｃｉｂａ）， Ａｃｅｔａｍｉｎｅ Ｂｌａｃ， ＣＢＳ（
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍａｐｎｙ，
Ｉｎｃ．， Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ， ＤＥ）， Ｃｒｏｃｅｉｎ Ｓｃａｒｌ
ｅｔ Ｎ Ｅｘ（ｄｕ Ｐｏｎｔ）（２７２９０）， Ｆｉｂｅｒ Ｂｌａｃｋ
ＶＦ（ＤｕＰｏｎｔ）（３０２３５）， Ｌｕｘｏｌ Ｆａｓｔ Ｂｌａｃｋ
Ｌ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ． Ｂｌａｃｋ １７）， Ｎｉｒｏｓｉｎｅ
Ｂａｓｅ Ｎｏ．４２４（ＤｕＰｏｎｔ）（５０４１５Ｂ）， Ｏｉｌ Ｂｌ
ａｃｋ ＢＧ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｓｏｌｖ． Ｂｌａｃｋ １６）， Ｒｏｔａ
ｌｉｎ Ｂｌａｃｋ ＲＭ（ＤｕＰｏｎｔ）， Ｓｅｖｒｏｎ Ｂｒｉｌｌｉａ
ｎｔ Ｒｅｄ ３ Ｂ（ＤｕＰｏｎｔ）； Ｂａｓｉｃ Ｂｌａｃｋ ＤＳＣ（
Ｄｙｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ， Ｉｎｃ．）， Ｈｅｃｔｏｌｅｎｅ Ｂｌ
ａｃｋ（Ｄｙｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ， Ｉｎｃ．）， Ａｚｏｓｏｌ Ｂ
ｒｉｌｌｉａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｂ（ＧＡＦ， Ｄｙｅｓｔｕｆｆ ａｎｄ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ， Ｗａｙｎｅ， ＮＪ）（Ｓｏｌｖ．Ｂｌｕ
ｅ ９）， Ａｚｏｓｏｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ ＢＡ（ＧＡＦ）
（Ｓｏｌｖ．Ｇｒｅｅｎ ２）， Ａｚｏｓｏｌ Ｆａｓｔ Ｂｒｉｌｌｉａｎ
ｔ Ｒｅｄ Ｂ（ＧＡＦ）， Ａｚｏｓｏｌ Ｆａｓｔ Ｏｒａｎｇｅ ＲＡ
Ｃｏｎｃ．（ＧＡＦ）（Ｓｏｌｖ． Ｏｒａｎｇｅ ２０）， Ａｚｏｓｏｌ
Ｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＲＡ Ｃｏｎｃ．（ＧＡＦ）（１３９００Ａ），
Ｂａｓｉｃ Ｂｌａｃｋ ＫＭＰＡ（ＧＡＦ）， Ｂｅｎｚｏｆｉｘ Ｂｌａ
ｃｋ ＣＷ−ＣＦ（ＧＡＦ）（３５４３５）， Ｃｅｌｌｉｔａｚｏｌ ＢＮＦ
Ｖ Ｅｘ Ｓｏｌｕｂｌｅ ＣＦ（ＧＡＦ）（Ｄｉｓｐ． Ｂｌａｃｋ ９），
Ｃｅｌｌｉｔｏｎ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ ＡＦ Ｅｘ Ｃｏｎｃ（ＧＡＦ）（
Ｄｉｓｐ． Ｂｌｕｅ ９）， Ｃｙｐｅｒ Ｂｌａｃｋ ＩＡ（ＧＡＦ）（Ｂ
ａｓｉｃ Ｂｌｋ． ３）， Ｄｉａｍｉｎｅ Ｂｌａｃｋ ＣＡＰ Ｅｘ Ｃ
ｏｎｃ（ＧＡＦ）（３０２３５）， Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂｌａｃｋ ＥＡＮ Ｈ
ｉ Ｃｏｎ． ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１０）， Ｄｉａｍｏｎｄ Ｂｌａｃｋ
ＰＢＢＡ Ｅｘ（ＧＡＦ）（１６５０５）； Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｅｅｐ Ｂｌ
ａｃｋ ＥＡ Ｅｘ ＣＦ（ＧＡＦ）（３０２３５）， Ｈａｎｓａ Ｙｅｌｌ
ｏｗ Ｇ（ＧＡＦ）（１１６８０）； Ｉｎｄａｎｔｈｒｅｎｅ Ｂｌａｃｋ
ＢＢＫ Ｐｏｗｄ．（ＧＡＦ）（５９８５０）， Ｉｎｄｏｃａｒｂｏｎ ＣＬ
ＧＳ Ｃｏｎｃ． ＣＦ（ＧＡＦ）（５３２９５）， Ｋａｔｉｇｅｎ Ｄｅｅ
ｐ Ｂｌａｃｋ ＮＮＤ Ｈｉ Ｃｏｎｃ． ＣＦ（ＧＡＦ）（１５７１１），
Ｒａｐｉｄｏｇｅｎ Ｂｌａｃｋ ３ Ｇ（ＧＡＦ）（Ａｚｏｉｃ Ｂｌｋ．
４）； Ｓｕｌｐｈｏｎｅ Ｃｙａｎｉｎｅ Ｂｌａｃｋ ＢＡ−ＣＦ（ＧＡ
Ｆ）（２６３７０）， Ｚａｍｂｅｚｉ Ｂｌａｃｋ ＶＤ Ｅｘ Ｃｏｎｃ．
（ＧＡＦ）（３００１５）； Ｒｕｂａｎｏｘ Ｒｅｄ ＣＰ−１４９５（Ｔ
ｈｅ Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｃｌｅｖｅｌａ
ｎｄ， ＯＨ）（１５６３０）； Ｒａｖｅｎ １１（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃ
ａｒｂｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ａｔｌａｎｔａ， ＧＡ），（カーボンブラッ
クは、約２５μｍの粒子サイズで凝集する）， Ｓｔａｔｅｘ Ｂ−１２（Ｃｏ
ｌｕｍｂｉａｎ 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を含むが、これらに限定されない 粒子
はまた、レーキされた、または着色された顔料を含み得る。レーキされた顔料は
、沈殿した色素を有するか、または染色された粒子である。レーキは、容易に溶
解可能なアニオン色素の金属塩である。これらは、１つ以上のサルホン酸または
カルボン酸群を含むアゾトリフェニルメタン構造体またはアントラキノン構造体
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
塩によって基板上へと沈殿される。典型的な例は、ピーコックブルーレーキ（Ｃ
Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２４）およびペルシャオレンジ、（ＣＩ Ａｃ
ｉｄ 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およびブラック色素の混合物）。Useful neat pigments are PbCrO ₄ , Cyan Blue GT 55-32
95 (American Cyanamid Company, Wayne, N.
J), Cibacron Black BG (Ciba Company I)
nc. , Newport, DE), Cibacron Turquoise
, Blue G (Ciba), Cibalon Black BGL (Cib
a), Orasol Black BRG (Ciba), Orasol B
rack RBL (Ciba), Acetamine Blac, CBS (
E. FIG. I. du Pont de Nemours and Company,
Inc. , Wilmington, DE), Crossin Scarl
et N Ex (du Pont) (27290), Fiber Black
VF (DuPont) (30235), Luxol Fast Black
L (DuPont) (Solv. Black 17), Nirosine
Base No. 424 (DuPont) (50415B), Oil Bl
ack BG (DuPont) (Solv. Black 16), Rota
lin Black RM (DuPont), Sevron Brillia
nt Red 3 B (DuPont); Basic Black DSC (
Dye Specialties, Inc. ), Hectone Bl
ack (Dye Specialties, Inc.), Azosol B
illiant Blue B (GAF, Diestuff and Ch
electronic Division, Wayne, NJ) (Solv. Blu
e 9), Azosol Brilliant Green BA (GAF)
(Solv. Green 2), Azosol Fast Brillian.
t Red B (GAF), Azosol Fast Orange RA
Conc. (GAF) (Solv. Orange 20), Azosol
Fast Yellow GRA Conc. (GAF) (13900A),
Basic Black KMPA (GAF), Benzofix Bla
ck CW-CF (GAF) (35435), Cellitazol BNF
V Ex Soluble CF (GAF) (Disp. Black 9),
Celliton Fast Blue AF Ex Conc (GAF) (
Disp. Blue 9), Hyper Black IA (GAF) (B
asic Blk. 3), Diamond Black CAP Ex C
onc (GAF) (30235), Diamond Black EAN H
i Con. CF (GAF) (15710), Diamond Black
PBBA Ex (GAF) (16505); Direct Deep Bl
ack EA Ex CF (GAF) (30235), Hansa Yell
ow G (GAF) (11680); Indianthrene Black
BBK Powder. (GAF) (59850), Indocarbon CL
GS Conc. CF (GAF) (53295), Katigen Dee
p Black NND Hi Conc. CF (GAF) (15711),
Rapidogen Black 3G (GAF) (Azoic Blk.
4); Sulfone Cyanine Black BA-CF (GA
F) (26370), Zambezi Black VD Ex Conc.
(GAF) (30015); Rubanox Red CP-1495 (T
he Shewin-Williams Company, Clevela
nd, OH) (15630); Raven 11 (Columbian C)
arbon Company, Atlanta, GA), (carbon black aggregates with a particle size of about 25 μm), Statex B-12 (Co
lumbian Carbon Co. ) (Furnace black with an average particle size of 33 μm), and chrome green, but may also include laked or pigmented pigments. Laked pigments are particles that have a precipitated dye or are dyed. Lakes are easily soluble metal salts of anionic dyes. These are dyes of the azotriphenylmethane or anthraquinone structure containing one or more sulfonate or carboxylic acid groups. These are usually precipitated on the substrate by calcium, barium or aluminum salts. A typical example is Peacock Blue Lake (C
I Pigment Blue 24) and Persian orange, (CI Ac
id Orange 7 rake), Black M Toner (GAF) (
A mixture of carbon black and black dye precipitated on the lake).

【００５８】 着色されたタイプの濃い粒子は、カーボンブラックまたは無機の黒色材料など
の任意の光吸収材料から構成され得る。濃い材料はまた、選択的に吸収性があり
得る。例えば、濃い緑の顔料が使用され得る。黒い粒子もまた、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）から成り、およ
び随意にジアクリレート、トリアクリレート、ジメチルアクリレートおよびトリ
メタクリレートなどの共役ジエン化合物を含むラテックス共重合体などの金属酸
化物でラテックスを染色することによって形成され得る。黒い粒子はまた、分散
重合技術によって形成され得る。The colored particles of the colored type may be composed of any light absorbing material, such as carbon black or inorganic black material. Darker materials can also be selectively absorbent. For example, a dark green pigment may be used. The black particles also include butadiene, styrene, isoprene, methacrylic acid, methyl methyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl chloride, acrylic acid, sodium styrene sulfonate, vinyl acetate,
Latex copolymer consisting of chlorostyrene, dimethylaminopropyl methacrylamide, isocyanoethyl methacrylate, and N- (isobutoxymethacrylamide), and optionally containing conjugated diene compounds such as diacrylate, triacrylate, dimethyl acrylate and trimethacrylate For example, it can be formed by dyeing a latex with a metal oxide such as. Black particles can also be formed by dispersion polymerization techniques.

【００５９】 顔料およびポリマーを含む系において、顔料およびポリマーは、電気泳動粒子
内の複数のドメインを形成し得、またはより小さな顔料／ポリマー結合粒子の集
合体であり得る。あるいは、中心顔料核がポリマー殻で囲まれ得る。顔料、ポリ
マー、またはこの両方が色素を含み得る。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、またはこの両方であり得る。有用なサイズは、粒子が境
界をするカプセルより小さい限りは、１ｎｍ〜約１００μｍまでの範囲であり得
る。好適な実施形態において、電気泳動粒子の密度は、懸濁（すなわち、電気泳
動の）流体の密度と実質的に適合され得る。本明細書中に規定されるように、懸
濁流体は、それぞれの密度の差が約０〜約２ｇ／ｍｌである場合に、粒子の密度
と「実質的に適合される」密度を有する。この差は、好適には約０〜約０.５ｇ
／ｍｌである。In systems that include pigments and polymers, the pigments and polymers may form multiple domains within the electrophoretic particles, or may be a collection of smaller pigment / polymer bound particles. Alternatively, the central pigment core may be surrounded by a polymer shell. The pigment, the polymer, or both, may include a dye. The optical purpose of the particles can be to scatter light, absorb light, or both. Useful sizes can range from 1 nm to about 100 μm, as long as the particles are smaller than the bounding capsule. In a preferred embodiment, the density of the electrophoretic particles can be substantially matched to the density of the suspended (ie, electrophoretic) fluid. As defined herein, the suspending fluid has a density that is “substantially matched” to the density of the particles when the respective density difference is about 0 to about 2 g / ml. The difference is preferably between about 0 and about 0.5 g.
/ Ml.

【００６０】 粒子のための有用なポリマーは、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 Ｅｌｖａｘ樹脂（エチレン−酢酸ビニル
の共重合体）、ポエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、エチレン
アクリル酸共重合体またはメタクリル酸共重合体（Ｎｕｃｒｅｌ Ｒｅｓｉｎｓ
−ＤｕＰｏｎｔ， Ｐｒｉｍａｃｏｒ Ｒｅｓｉｎｓ−Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ）、アクリル共重合体ならびにターポリマー（Ｅｌｖａｃｉｔｅ Ｒｅｓｉｎ
ｓ， ＤｕＰｏｎｔ）、およびＰＭＭＡを含むがこれらに限定されない。高シア
ーメルト（ｓｈｅａｒ ｍｅｌｔ）におけるホモポリマー／顔料の相分離のため
の有用な材料は、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、ポリアウリル（ｐｏｌｙａｕｒｙｌ）メタクリレート、
ポリステアリルメタクリアレート、ポリイソボルニル（ｐｏｌｙｉｓｏｂｏｒｎ
ｙｌ）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つ以上の共重合体を含むが、これらに限定されな
い。市販に利用可能な幾つかの有用な顔料／ポリマー錯体（ｃｏｍｐｌｅｘ）は
、Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｇｅｎｔａ ＰＭ １７７６（Ｍａｇｒｕｄｅｒ Ｃｏ
ｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ，ＮＪ）， Ｍｅｔｈ
ｙｌ Ｖｉｏｌｅｔ ＰＭＡ ＶＭ６２２３（Ｍａｇｒｕｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ
Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ， ＮＪ），およびＮａｐｈｔ
ｈｏｌ ＦＧＲ ＲＦ６２５７（Ｍａｇｒｕｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ， ＮＪ）を含むが、これらに限定されない
。Useful polymers for the particles include polystyrene, polyethylene, polypropylene, phenolic resin, DuPont Elvax resin (ethylene-vinyl acetate copolymer), polyester, polyacrylate, polymethacrylate, ethylene acrylic acid copolymer Or methacrylic acid copolymer (Nucrel Resins)
-DuPont, Primacor Resins-Dow Chemical
l), acrylic copolymers and terpolymers (Elvacite Resin)
s, DuPont), and PMMA. Useful materials for homopolymer / pigment phase separation in high shear melts include polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate,
Polyisobutyl methacrylate, polystyrene, polybutadiene, polyisoprene, polyisobutylene, polyauryl methacrylate,
Polystearyl methacrylate, polyisobornyl (polyisoborn)
yl) including, but not limited to, methacrylate, poly-t-butyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylonitrile, and copolymers of two or more of these materials. Some useful pigment / polymer complexes that are commercially available are Process Magenta PM 1776 (from Magruder Co.).
lor Company, Inc. , Elizabeth, NJ), Meth
yl Violet PMA VM6223 (Magruder Color
Company, Inc. , Elizabeth, NJ), and Napht.
hol FGR RF6257 (Magruder Color Company)
y, Inc. , Elizabeth, NJ).

【００６１】 顔料−ポリマー複合体は、物理的処理（例えば、摩擦（ａｔｔｒｉｔｉｏｎ）
またはボールミリング）、化学的処理（例えば、マイクロカプセル化または分散
重合）、または粒子生産分野で公知の任意の他の処理によって形成され得る。以
下の非限定的例から、粒子製造および粒子電荷の両方のための処理および材料は
、一般的に液体トナーまたは液体浸漬開発の分野から得られることが理解され得
る。従って、任意の液体開発からの公知の処理が、排他的ではないが、特に関連
する。The pigment-polymer composite is subjected to a physical treatment (eg, attrition)
Or ball milling), chemical treatment (eg, microencapsulation or dispersion polymerization), or any other treatment known in the art of particle production. From the following non-limiting examples, it can be seen that processes and materials for both particle production and particle charge generally come from the field of liquid toner or liquid immersion development. Thus, the known processes from any liquid development are particularly, but not exclusively, relevant.

【００６２】 新規かつ有用な電気泳動粒子は、なおも発見され得るが、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である幾つかの粒子はまた、有用であ
ると判明し得る。概して、液体トナーおよびカプセル型電気泳動インクへのポリ
マーの要求は、顔料または色素が、物理的、化学的、または物理化学的な処理の
いずれかによってその要求に容易に組み込まれる必要がある点で同様であり、コ
ロイドの安定を促進し得、電荷部位を含み得、または電荷部位を含む材料を組み
込むことが可能であり得る。カプセル型電気泳動インクによって共有されない液
体トナー産業からの１つの一般的要求は、トナーが、画像を「定着させる」、す
なわちともに熱融解させトナー粒子の堆積後均一の膜を生成可能である必要があ
ることである。Although new and useful electrophoretic particles may still be discovered, some particles already known to those skilled in electrophoretic displays and liquid toners may also prove useful. In general, the demand for polymers for liquid toners and encapsulated electrophoretic inks is that pigments or dyes need to be easily incorporated into that demand, either by physical, chemical, or physico-chemical processing. Similarly, it may promote the stability of the colloid, may include charged sites, or may be capable of incorporating materials that include charged sites. One general requirement from the liquid toner industry that is not shared by encapsulated electrophoretic inks is that the toner must be able to "fix" the image, i.e., heat melt together and produce a uniform film after the deposition of the toner particles. That is.

【００６３】 粒子のための典型的な製造技術は、液体トナーおよび他の技術からもたらされ
、そしてボールミリング、摩擦、ジェットミリングなどを含む。プロセスは、着
色した重合体粒子の場合について例示される。そのような場合において、顔料は
ポリマー中に、通常はスクリュー押出機などのある種の高シアメカニズム中に合
成される。複合材料は次に、約１０μｍの開始の大きさまで（ウェットまたはド
ライ）研磨される。材料は次に、例えばＩＳＯＰＡＲ（登録商標）（Ｅｘｘｏｎ
， Ｈｏｕｓｔｏｎ， ＴＸ）などのキャリア液体の中でいくつかの導電制御材
と共に分散され、そして最終的な粒子サイズおよび／または大きさの分布まで数
時間高シアで粉砕される。Typical manufacturing techniques for particles come from liquid toners and other techniques, and include ball milling, friction, jet milling, and the like. The process is illustrated for the case of colored polymer particles. In such cases, the pigment is synthesized in the polymer, usually in some high shear mechanism such as a screw extruder. The composite is then polished (wet or dry) to a starting size of about 10 μm. The material is then, for example, ISOPAR® (Exxon
(Houston, Tex.) With some conductivity controlling material and ground with high shear for several hours to final particle size and / or size distribution.

【００６４】 液体トナー分野からもたらされる粒子のための別の製造技術は、ポリマー、顔
料、および懸濁流体を媒体ミルに加えることである。ミルが始動され、同時に、
ポリマーが実質的に溶媒で膨張する温度まで加熱される。この温度は通常１００
℃付近である。この状態で、顔料は膨張したポリマーに容易に密閉される。適切
な時間、通常は数時間後、ミルは、かき混ぜる間に次第に周囲の温度まで冷却さ
れる。ミリングは、十分小さな粒子のサイズ、通常は直径数ミクロンを達成する
ためにしばらくの時間続けられ得る。帯電剤がこの時点で添加され得る。随意に
より多くの懸濁流体が添加され得る。Another manufacturing technique for particles resulting from the liquid toner field is to add polymers, pigments, and suspending fluids to a media mill. The mill is started and at the same time,
The polymer is heated to a temperature at which the polymer expands substantially with the solvent. This temperature is usually 100
It is around ° C. In this state, the pigment is easily sealed to the swollen polymer. After a suitable time, usually a few hours, the mill is gradually cooled to ambient temperature while stirring. Milling can be continued for some time to achieve a sufficiently small particle size, usually a few microns in diameter. A charging agent may be added at this point. Optionally, more suspending fluid can be added.

【００６５】 分散重合、ミニエマルジョン重合すなわちマイクロエマルジョン重合、懸濁重
合沈殿、相分離、溶媒蒸着、インサイチュ重合、シードされた（ｓｅｅｄ）エマ
ルジョン重合、あるいはマイクロカプセル化の一般的範疇に入る任意の処理など
の化学処理が、使用され得る。このタイプの典型的な処理は、溶解した重合材料
が、溶媒の希釈、蒸着、または温度変化を通して分散された顔料表面上へ溶液か
ら沈殿される相分離処理である。他の処理は、例えば金属酸化物または色素で重
合ラテックスを染色するための化学手段を含む。[0065] Dispersion polymerization, miniemulsion polymerization or microemulsion polymerization, suspension polymerization precipitation, phase separation, solvent evaporation, in situ polymerization, seeded emulsion polymerization, or any process falling within the general category of microencapsulation. Chemical treatments such as can be used. A typical process of this type is a phase separation process in which the dissolved polymeric material is precipitated from solution onto the dispersed pigment surface through solvent dilution, evaporation, or temperature change. Other treatments include, for example, chemical means for dyeing the polymerized latex with metal oxides or dyes.

【００６６】 （Ｂ．懸濁流体） 粒子を含む懸濁流体は、密度、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。好適な懸濁流体は、低誘電率（約２）、高体積抵抗率（約１０¹⁵ｏ
ｈｍ−ｃｍ）、低粘度（５ｃｓｔ未満）、低毒性ならびに低環境影響、低水溶性
（１０ｐｐｍ未満）、高比重（１．５より大きい）、高沸点（９０℃より高い）
、および低屈折率（１．２未満）を有する。B. Suspension Fluid A suspension fluid containing particles can be selected based on properties such as density, refractive index, and solubility. Suitable suspending fluids have low dielectric constant (about 2) and high volume resistivity (about 10 ¹⁵ o
hm-cm), low viscosity (less than 5 cst), low toxicity and low environmental impact, low water solubility (less than 10 ppm), high specific gravity (more than 1.5), high boiling point (more than 90 ° C)
, And low refractive index (less than 1.2).

【００６７】 懸濁流体の選択は、化学不活性、電気泳動粒子に適合する密度、または電気泳
動および結合カプセル両方との化学適合性の関連に基づき得る。流体の粘度は、
粒子の移動を望む場合は、低い必要がある。懸濁流体の屈折率はまた、粒子の苦
節率と実質的に適合し得る。本明細書中に使用されるように、懸濁流体の屈折率
は、それぞれの屈折率の差が、０〜約０．３、好適には約０．０５〜約０．２で
ある場合、粒子の屈折率と「実質的に適合する」。The choice of the suspending fluid may be based on chemical inertness, density compatible with the electrophoretic particles, or chemical compatibility with both electrophoresis and binding capsules. The viscosity of the fluid is
If you want to move particles, it needs to be low. The refractive index of the suspending fluid may also be substantially compatible with the pain index of the particles. As used herein, the refractive index of a suspending fluid is such that the difference between the respective refractive indices is from 0 to about 0.3, preferably from about 0.05 to about 0.2. "Substantially matches" the refractive index of the particles.

【００６８】 加えて、流体は、幾つかのポリマーに対して弱い溶媒を選択し得、これは微粒
子の製造の使用のために有利である。なぜなら、それがポリマーおよび顔料の粒
子を製造する際に有用な重合材料の範囲を増大させるからである。ハロゲン化有
機溶媒、飽和直鎖炭化水素または分枝炭化水素、シリコーン油、および低分子量
ハロゲン含有ポリマーなどの有機溶媒は、幾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、流体は、その化学的および物理的特性
を調整するために、しばしば２つ以上の流体の混合物である。さらに、流体は、
電気泳動粒子または境界カプセルの表面エネルギーまたは電荷を修正するための
表面修飾剤を含み得る。マイクロカプセル化処理のための反応剤または溶媒（例
えば、油溶性モノマ）もまた、懸濁流体に含まれ得る。電荷制御剤もまた、懸濁
流体に追加され得る。In addition, the fluid may select a weak solvent for some polymers, which is advantageous for use in producing microparticles. Because it increases the range of polymeric materials useful in producing polymer and pigment particles. Organic solvents, such as halogenated organic solvents, saturated linear or branched hydrocarbons, silicone oils, and low molecular weight halogen-containing polymers are some useful suspending fluids. The suspending fluid may include a single fluid. However, fluids are often mixtures of two or more fluids to adjust their chemical and physical properties. In addition, the fluid
It may include a surface modifier to modify the surface energy or charge of the electrophoretic particles or boundary capsule. Reactants or solvents for the microencapsulation process, such as oil-soluble monomers, can also be included in the suspending fluid. Charge control agents can also be added to the suspending fluid.

【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（登
録商標）（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ Ｆｌａｖｏｒｓ ＆ Ｆｒａｇｒａｎｃｅ
ｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ）などのビニルエーテル；および例え
ば、トルエンおよびナフタリンなどの芳香族炭水化物を含むが、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、トリフロロクロロエチレン、１，２，４−トリクロロベンゼ
ン、カーボンテトラクロリドを含むが、これらに限定されない。これらの材料は
、高密度を有する。有用な炭水化物は、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標）シリーズ（Ｅ
ｘｘｏｎ， Ｈｏｕｓｔｏｎ， ＴＸ）、Ｎｏｒｐａｒ（登録商標）（通常のパ
ラフィン系液体シリーズ）、Ｓｈｅｌｌ−Ｓｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌｌ，
Ｈｏｕｓｔｏｎ， ＴＸ）、ならびにＳｏｌ−Ｔｒｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌ
ｌ）におけるドデカン、テトラデカン、脂肪族の炭水化物、ナフサ、および他の
石油溶媒を含むが、これらに限定されない。これらの材料は、通常低密度を有す
る。シリコン油の有用な例は、オクタメチルシクロシルキサンならびにより高分
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、およびポリジメチルシロキサンを含むが、こられに限定されない。これ
らの材料は、通常低密度を有する。有用な低分子量ハロゲン含有ポリマーは、ポ
リ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマー（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ ｈｙｄ
ｒｏｃａｒｂｏｎ Ｉｎｃ．，Ｒｉｖｅｒ Ｅｄｇｅ， ＮＪ）、Ｇａｌｄｅｎ
（登録商標）（Ａｕｓｉｍｏｎｔ，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪからのペルフル
オロ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）エーテル）、またはＤｕｐｏｎｔ（Ｗｉ
ｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からのＫｒｙｔｏｘ（登録商標）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、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。特に好適な実施形態において、このポリマーは、
約２から約１０までの重合度を有する。上記の材料の多くは、粘度、密度、およ
び沸点の範囲において利用可能である。Useful organic solvents are, for example, epoxides such as decane epoxide and dodecane epoxide; for example, cyclohexyl vinyl ether and Decave® (International Flavors & Fragrance)
s, Inc. , New York, NY); and aromatic carbohydrates such as, for example, toluene and naphthalene. Useful halogenated organic solvents include, but are not limited to, tetrafluorodibromoethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloroethylene, 1,2,4-trichlorobenzene, carbon tetrachloride. These materials have a high density. Useful carbohydrates are found in the Isopar® series (E
xxon, Houston, TX), Norpar® (normal paraffinic liquid series), Shell-Sol® (Shell,
Houston, TX), and Sol-Trol® (Shel)
Including, but not limited to, dodecane, tetradecane, aliphatic carbohydrates, naphtha, and other petroleum solvents in l). These materials usually have a low density. Useful examples of silicone oils include, but are not limited to, octamethylcyclosiloxane and higher molecular weight cyclic siloxanes, poly (methylphenylsiloxane), hexamethyldisiloxane, and polydimethylsiloxane. These materials usually have a low density. Useful low molecular weight halogen containing polymers are poly (chlorotrifluoroethylene) polymers (Halogenated hydro).
rocarbon Inc. , River Edge, NJ), Galden
(Registered trademark) (perfluorinated ether from Ausimont, Morristown, NJ) or Dupont (Wi
(Krytox (R) from Lincoln, DE). In a preferred embodiment, the suspending fluid is a poly (chlorotrifluoroethylene) polymer. In a particularly preferred embodiment, the polymer is
It has a degree of polymerization from about 2 to about 10. Many of the above materials are available in a range of viscosities, densities, and boiling points.

【００７０】 流体は、カプセルが形成される前に小液滴へ形成され得る必要がある。小液滴
を形成するためのプロセスは、フロースルージェット、膜、ノズル、またはオリ
フィス、およびシアベースの乳状化する方式を含む。小滴の形成は、電界または
音響場（ｓｏｎｉｃ ｆｉｅｌｄ）によって促進され得る。界面活性剤およびポ
リマーは、エマルジョンタイプのカプセル化の場合に液滴の安定化および乳化を
促進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の好適な界
面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウムである。The fluid needs to be able to form into small droplets before the capsule is formed. Processes for forming droplets include flow-through jets, membranes, nozzles, or orifices, and shear-based emulsification schemes. Droplet formation may be facilitated by an electric or sonic field. Surfactants and polymers can be used to promote droplet stabilization and emulsification in the case of emulsion type encapsulation. A preferred surfactant for use in the displays of the present invention is sodium dodecyl sulfate.

【００７１】 懸濁流体が光吸収色素を含むことは、幾つかのディスプレイに有利であり得る
。この色素は、流体に溶解可能である必要があるが、一般的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多くの柔軟性がある。色素は、黒を
含めてある特定の色を達成するために、純粋な化合物、または色素の混合物であ
り得る。色素は、蛍光性であり得、それにより蛍光特性が粒子の位置に依存する
ディスプレイを製造する。色素は、光活性であり、別の色へ変化し、あるいは可
視光または紫外光のいずれかで放射して無色になり、光学反応を獲得するための
別の手段を提供し得る。色素はまた、重合可能であり、境界殻内部のポリマーを
吸収する固体を形成し得る。[0071] It may be advantageous for some displays that the suspending fluid contains a light absorbing dye. The dye needs to be soluble in the fluid, but is generally insoluble in the other components of the capsule. There is much flexibility in choosing the dye material. Dyes can be pure compounds or mixtures of dyes to achieve a particular color, including black. Dyes can be fluorescent, thereby producing a display whose fluorescent properties depend on the location of the particles. Dyes can be photoactive, change to another color, or become colourless upon emission of either visible or ultraviolet light, providing another means for obtaining an optical response. Dyes are also polymerizable and can form solids that absorb the polymer inside the boundary shell.

【００７２】 カプセル型電気泳動ディスプレイに使用のために選択され得る多くの色素があ
る。本明細書において重要な特性は、光定着性、懸濁液体中の溶解度、色、およ
びコストである。これらは、アゾ、アントラキノン、およびトリフェニルメタン
タイプの色素の部類のものであり、油相において溶解度を増すために化学的に修
飾され、そして粒子表面による吸収を低減し得る。There are many dyes that can be selected for use in a capsule electrophoretic display. Important properties herein are light fixability, solubility in suspension, color, and cost. These are a class of dyes of the azo, anthraquinone, and triphenylmethane type, which can be chemically modified to increase solubility in the oil phase and reduce absorption by the particle surface.

【００７３】 電気泳動ディスプレイの当業者にすでに公知の幾つかの色素は、有用であるこ
とが判明する。有用なアゾ色素は、Ｏｉｌ Ｒｅｄ色素、ならびにＳｕｄａｎ
ＲｅｄおよびＳｕｄａｎ Ｂｌａｃｋシリーズの色素を含むが、これらに限定さ
れない。有用なアントラキノン色素は、Ｏｉｌ Ｂｌｕｅ色素、およびＭａｃｒ
ｏｌｅｘ Ｂｌｕｅシリーズの色素を含むが、これらに限定されない。有用なト
リフェニルメタンの色素は、Ｍｉｃｈｌｅｒのハイドロール、Ｍａｌａｃｈｉｔ
ｅ Ｇｒｅｅｎ、Ｃｒｙｓｔａｌ Ｖｉｏｌｅｔ、およびＡｕｒａｍｉｎｅ Ｏ
を含むが、これらに限定されない。Some dyes already known to those skilled in the art of electrophoretic displays have proven useful. Useful azo dyes are Oil Red dyes, as well as Sudan
Including, but not limited to, Red and Sudan Black series dyes. Useful anthraquinone dyes are Oil Blue dyes, and Macr
Includes, but is not limited to, the olex Blue series of dyes. Useful triphenylmethane dyes include Michler's Hydrol, Malachit
e Green, Crystal Violet, and Auramine O
Including, but not limited to.

【００７４】 （Ｃ．電荷制御剤および粒子安定剤） 電荷制御剤は、良好な電気泳動移動度を電気泳動粒子に提供するために使用さ
れる。安定剤は、電気泳動粒子の塊状化を防ぎ、および電気泳動粒子がカプセル
壁上へ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、広範
囲な分子量（低分子量、オリゴマー、またはポリマーの）にわたる材料から構成
され得、純粋または混合物であり得る。詳細には、適切な電荷制御剤は、一般的
に液体トナー技術から適合される。粒子表面の電荷を調整するおよび／または安
定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、
非水溶性ペイント分散、およびエンジンオイル添加剤の技術において一般的に公
知であるとして適用される。これらの技術のすべてにおいて、電荷種が、電気泳
動移動度を増大させ、または静電安定化を増大させるために、非水溶性媒体に添
加され得る。材料は、同様に立体的安定化を改善し得る。電荷の異なる理論は、
選択的イオン吸着、プロトン転移、および接触帯電を含めて、仮定される。C. Charge Control Agents and Particle Stabilizers Charge control agents are used to provide good electrophoretic mobility to electrophoretic particles. Stabilizers are used to prevent clumping of the electrophoretic particles and to prevent the electrophoretic particles from irreversibly depositing on the capsule wall. Either component can be composed of materials that span a wide range of molecular weights (low molecular weight, oligomeric, or polymeric) and can be pure or a mixture. In particular, suitable charge control agents are generally adapted from liquid toner technology. Charge control agents used to modulate and / or stabilize the charge on the particle surface include liquid toners, electrophoretic displays,
It is applied as generally known in the art of water-insoluble paint dispersion and engine oil additives. In all of these techniques, charged species can be added to a water-insoluble medium to increase electrophoretic mobility or increase electrostatic stabilization. The material may also improve steric stabilization. The different theory of charge is
It is hypothesized, including selective ion adsorption, proton transfer, and contact charging.

【００７５】 随意の電荷制御剤すなわち電荷ディレクタが使用され得る。これらの成分は通
常、低分子量の界面活性剤、重合剤、または１つ以上の成分の混合物から成り、
そして電気泳動粒子上の電荷の徴候および／または大きさを安定させるため、そ
うでなければ調整するために作用する。顔料自体の電荷特性は、顔料の酸性また
は塩基表面特性を考慮に入れることによって説明され得、あるいは電荷位置は、
（存在する場合は）キャリア樹脂表面、またはこの２つの組合せで生じ得る。関
連し得る別の顔料特性は、粒子サイズ分布、化学組成、および光定着性である。
粒子の表面電荷を調整および／または安定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、非水溶性ペイント分散、およびエンジン
オイル添加剤の分野に一般的に公知であるのと同じように適用される。これらの
技術のすべてにおいて、電荷種は、電気泳動移動度を増大させ、または静電安定
化を増大させるために、非水溶性媒体に添加され得る。材料は、同様に立体的安
定化を改良し得る。電荷の異なる理論は、選択的イオン吸着、プロトン転移、お
よび接触帯電を含めて、仮定される。[0075] An optional charge control agent or charge director may be used. These components typically comprise a low molecular weight surfactant, a polymerizing agent, or a mixture of one or more components,
It then acts to stabilize or otherwise adjust the sign and / or magnitude of the charge on the electrophoretic particles. The charge properties of the pigment itself can be explained by taking into account the acidic or basic surface properties of the pigment, or
It can occur at the carrier resin surface (if present), or a combination of the two. Other pigment properties that may be relevant are particle size distribution, chemical composition, and light fixability.
Charge control agents used to modulate and / or stabilize the surface charge of particles include those commonly known in the fields of liquid toners, electrophoretic displays, water-insoluble paint dispersions, and engine oil additives. The same applies. In all of these techniques, charged species can be added to a water-insoluble medium to increase electrophoretic mobility or increase electrostatic stabilization. The material may also improve steric stabilization. Different theories of charge have been postulated, including selective ion adsorption, proton transfer, and catalytic charging.

【００７６】 電荷補助剤も添加され得る。これらの材料は、電荷制御剤すなわち電荷ディレ
クターの実効性を増大する。電荷補助剤は、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、少なくとも２重量％の量で懸濁流体中に
好適に溶解可能である。少なくとも２つのヒドロキシル群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レート、およびエチレングリコールモノヒド
ロキシステレートを含むが、これらに限定されない。同じ分子内に少なくとも１
つのアルコール作用および１つのアミノ作用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。電荷補助剤は、粒子の質量の約１ｍｇ／ｇから約１
００ｍｇ／ｇで好適に、そして約５０ｍｇ／ｇから約２００ｍｇ／ｇでより好適
に懸濁流体中に存在する。[0076] Charge adjuvants may also be added. These materials increase the effectiveness of the charge control agent or charge director. The charge adjuvant may be a polyhydroxy compound or an amino alcohol compound, which are suitably soluble in the suspending fluid in an amount of at least 2% by weight. Examples of polyhydroxy compounds containing at least two hydroxyl groups are ethylene glycol, 2,4,7,9-teramethyl-decine-4
, 7-diol, poly (propylene glycol), pentaethylene glycol,
Including, but not limited to, tripropylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, glycerol tris (12 hydroxystearate), propylene glycerol monohydroxysterate, and ethylene glycol monohydroxysterate. At least one in the same molecule
Examples of amino alcohol compounds containing one alcohol action and one amino action are triisopropanolamine, triethanolamine, ethanolamine,
Including but not limited to 3-amino-1-propanol, o-aminophenol, 5-amino-1-pentanol, and tetrakis (2-hydroxyethyl) ethylenediamine. The charge adjuvant comprises from about 1 mg / g to about 1 mg of the mass of the particles.
Preferably at 00 mg / g and more preferably at about 50 mg / g to about 200 mg / g in the suspending fluid.

【００７７】 粒子表面はまた、例えば、分散を促進し、表面電荷を改良し、および分散の安
定を改良するために、化学的に調整され得る。表面調整剤は、有機シロキサン、
有機ハロゲンシラン、および他の官能基を有するシランバインダー（Ｄｏｗ Ｃ
ｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｚ−６０７０、Ｚ−６１２４、および３添加剤、Ｍｉ
ｄｌａｎｄ， ＭＩ）；有機チタン酸塩およびジルコン酸塩（Ｔｙｚｏｒ（登録
商標）ＴＯＴ、ＴＢＴ、およびＴＥ Ｓｅｒｉｅｓ、ＤｕＰｏｎｔ， Ｗｉｌｍ
ｉｎｇｔｏｎ， ＤＥ）；長い原子連鎖（Ｃ１２からＣ５０）のアルキルおよび
アルキルベンゼンスルホン酸、脂肪性アミンまたはジアミン、およびそれらの塩
または４級誘導体などの疎水剤；および粒子表面へ共有結合的に結合され得る両
親媒性（ａｍｐｈｉｐａｔｉｃ）ポリマーを含む。The particle surface can also be chemically modified, for example, to promote dispersion, improve surface charge, and improve dispersion stability. The surface conditioner is an organic siloxane,
Organohalogen silanes and silane binders with other functional groups (Dow C
orning® Z-6070, Z-6124, and three additives, Mi
organic titanates and zirconates (Tyzor® TOT, TBT, and TE Series, DuPont, Wilm)
inton, DE); hydrophobic agents such as alkyl and alkyl benzene sulfonic acids of long atomic chains (C12 to C50), fatty amines or diamines, and salts or quaternary derivatives thereof; and can be covalently attached to the particle surface. Includes an amphipathic polymer.

【００７８】 概して、電荷は、連続相において存在するある部分と粒子表面との間の酸塩基
反応によって起こると信じられている。従って、有用な材料は、当該技術分野で
公知と同じ様な反応または任意の他の電荷反応に協力し得る材料である。Generally, it is believed that the charge is caused by an acid-base reaction between certain parts present in the continuous phase and the particle surface. Thus, useful materials are those that can cooperate with reactions similar to those known in the art or any other charge reactions.

【００７９】 有用な、異なる限定されないクラスの電荷制御剤は、有機硫酸塩または有機ス
ルホン酸塩、金属石鹸、ブロック共重合体またはコーム共重合体、有機アミド、
有機両性イオン、ならびに有機リン酸塩および有機亜リン酸塩を含む。有用な有
機硫酸塩および有機スルホン酸塩は、ビス（２−エチルヘキシル）スルホスクシ
ン酸（ｓｕｌｆｏｓｕｃｃｉｎａｔｅ）ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン
酸カルシウム、ペトロリアム（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ）スルホン酸カルシウム、塩
基性または中性ジノニルナフタレンスルホン酸バリウム、中性または塩基性ジノ
ニルナフタレンスルホン酸カルシウム、ドデキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
、およびアンモニウムラウリル硫酸塩を含むが、これらに限定されない。有用な
金属石鹸は、中性または塩基性ペトロネート（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、ならびに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、ナフタテン酸鉄、およびナフテン酸亜鉛などの２価および３価
の金属カルボン酸、Ｍｎ−およびＺｎ−ヘプタン酸塩、ならびにＢａ−，Ａｌ−
，Ｃｏ−，Ｍｎ−，およびＺｎ−オクタン酸塩を含むが、これらに限定されない
。有用なブロック共重合体またはコーム共重合体は、（Ａ）メチル−ｐ−トルエ
ン硫酸塩で４分割された２−（Ｎ，Ｎ）−ジメチルアミノエチルメタクリレート
ポリマー、および（Ｂ）ポリ−２−エチルヘキシルメタクリレートのＡＢジブロ
ック共重合体、およびポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）の溶解可能末端（
ｔａｉｌ）および約１８００の分子量を有し、ポリ（メチルメタクリレートメタ
クリル酸）の石油溶解可能アンカー群上にペンダントを有するコームグラフト共
重合体を含むが、これらに限定されない。有用な有機アミドは、ＯＬＯＡ １２
００、およびＮ−ビニルピロリドンポリマーなどのポリイソブチレンスクシンイ
ミドを含むが、これらに限定されない。有用な有機両性イオンは、レチチンを含
むが、これに限定されない。有用な有機リン酸塩および有機亜リン酸塩は、飽和
および不飽和酸置換体を有するリン酸塩化された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。Useful different non-limiting classes of charge control agents are organic sulfates or sulfonates, metal soaps, block or comb copolymers, organic amides,
Includes organic zwitterions, as well as organic phosphates and phosphites. Useful organic sulfates and sulfonates are sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, calcium dodecylbenzenesulfonate, calcium petroleum sulfonate, barium basic or neutral dinonylnaphthalenesulfonate , Neutral or basic calcium dinonylnaphthalenesulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate, and ammonium lauryl sulfate. Useful metal soaps include neutral or basic petronate barium,
Petronate calcium, Co-, Ca-, Cu-, Mn-, Ni of naphthenic acid
-, Zn- and Fe- salts, Ba-, Al-, Zn-, Cu- stearic acid
, Pb-, and Fe-salts and aluminum tristearate, aluminum octanoate, lithium heptanoate, iron stearate, iron distearate, barium stearate, chromium stearate, magnesium octanoate, calcium stearate, iron naphthenate, And trivalent metal carboxylic acids, such as zinc and naphthenate, Mn- and Zn-heptanoates, and Ba-, Al-
, Co-, Mn-, and Zn-octanoate. Useful block or comb copolymers are (A) 2- (N, N) -dimethylaminoethyl methacrylate polymer, quartered with methyl-p-toluene sulfate, and (B) poly-2- AB diblock copolymer of ethylhexyl methacrylate and the soluble end of poly (12-hydroxystearic acid) (
and a comb graft copolymer having a molecular weight of about 1800 and a pendant on a group of petroleum soluble anchors of poly (methyl methacrylate methacrylic acid). Useful organic amides are OLOA 12
00, and polyisobutylene succinimides, such as, but not limited to, N-vinyl pyrrolidone polymers. Useful organic zwitterions include, but are not limited to, retin. Useful organic phosphates and phosphites include, but are not limited to, sodium salts of phosphorylated mono- and diglycerides having saturated and unsaturated acid substituents.

【００８０】 粒子分散安定剤は、粒子のカプセル壁への綿状沈殿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中の懸濁流体として使用される典型的な高抵
抗率液体のために、非水溶性界面活性剤が使用され得る。これらは、グリコール
エーテル、アセチレングリコール、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、４級アミン、イミダゾリン、ジアルキル酸化物、およびサルフ
ォスクシン酸塩を含むが、これらに限定されない。A particle dispersion stabilizer may be added to prevent flocculation or sticking of the particles to the capsule wall. For typical high resistivity liquids used as suspending fluids in electrophoretic displays, water-insoluble surfactants can be used. These are glycol ethers, acetylene glycols, alkanolamides, sorbitol derivatives,
Including but not limited to alkylamines, quaternary amines, imidazolines, dialkyl oxides, and sulfosuccinates.

【００８１】 （Ｄ. カプセル化） カプセル化には長く豊かな歴史があり、多くのプロセスおよびポリマーがカプ
セルを作成するのに有用であることが示されている。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に対する多くの適切なプロ
シージャは、「Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ, Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ,（Ｉ．Ｅ.Ｖａｎｄｅｇａｅｒ, ｅｄ．）
，Ｐｌｅｎｕｍ， Ｐｒｅｓｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ （１９７４）お
よびＧｕｔｃｈｏ，Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｅｎｃａ
ｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ, Ｎｕｙｅｓ Ｄａｔａ Ｃｏｒ
ｐ．， Ｐａｒｋ Ｒｉｄｇｅ Ｎ．Ｊ．（１９７６）の両方に詳述されている
。そのプロセスは、いくつかの一般的なカテゴリー内に分類され、それらのすべ
ては、本発明に適用され得る。これらは、界面重合、インサイチュ重合、共押出
成形および他の相分離プロセスなどの物理的プロセス、液体内硬化、および単純
な／複雑な（ｓｉｍｐｌｅ／ｃｏｍｐｌｅｘ）コアセルベーションである。D. Encapsulation Encapsulation has a long and rich history, and many processes and polymers have been shown to be useful in making capsules. Encapsulation of the internal phase can be achieved in many different ways. Many suitable procedures for microencapsulation are described in Microencapsulation, Processes.
and Application, (IE Vandegaer, ed.)
And Plenum, Press, New York, NY (1974) and Gutcho, Microcapsules and Microenca.
Pulsation Technologies, Nuyes Data Cor
p. Park Ridge N .; J. (1976). The process falls into several general categories, all of which can be applied to the present invention. These are physical processes such as interfacial polymerization, in-situ polymerization, coextrusion and other phase separation processes, in-liquid curing, and simple / complex coacervation.

【００８２】 多くの材料およびプロセスが、本発明のディスプレイを明確に説明するのに有
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
て有用な材料は、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、セ
ルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロース）を含むが、これらに限
定されない。複雑なコアセルベーションプロセスにたいして有用な材料は、ゼラ
チン、アカシア、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、アルギナート、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ラートを含むが、これ
らに限定されない。相分離プロセスに対して有用な材料は、ポリスチレン、ＰＭ
ＭＡ、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、ポリアクリロニトリルを含むがこれに限定されない。
インサイチュ重合プロセスに有用な材料は、アルデヒト、メラミンまたは尿素と
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とホルム
アルデヒドの縮合体の水溶性オリゴマー、ビニルモノマー（例えば、スチレン、
ＭＭＡ、アクリロニトリルなど）を含むが、これらに限定されない。最後に、界
面重合プロセスに対して有用な材料は、ジアシルクロライド、例えば、セバコイ
ル（ｓｅｂａｃｏｙｌ）、アジポリ、ジまたはポリ−アミンまたはアルコールお
よびイソシアネートを含むが、これらに限定されない。有用な乳化重合材料は、
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、メチルアクリレート、ブチルメタアクリレートを含むが、これらに
限定されない。It should be noted that a number of materials and processes are useful to clearly describe the displays of the present invention. Materials useful for simple coacervation processes include, but are not limited to, gelatin, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, cellulose derivatives (eg, carboxymethyl cellulose). Materials useful for complex coacervation processes include gelatin, acacia, carrageenan, carboxymethylcellulose, hydrolyzed styrene anhydride copolymer, agar, alginate, casein, albumin, methyl vinyl ether-co-maleic anhydride and cellulose phthalate. However, it is not limited to these. Useful materials for the phase separation process are polystyrene, PM
MA includes, but is not limited to, MA, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, ethyl cellulose, polyvinyl pyridine, polyacrylonitrile.
Materials useful for the in-situ polymerization process include aldehydes, polyhydroxyamides having melamine or urea and formaldehyde, water-soluble oligomers of condensates of melamine or urea and formaldehyde, vinyl monomers (e.g., styrene,
MMA, acrylonitrile, etc.). Finally, useful materials for the interfacial polymerization process include, but are not limited to, diacyl chlorides, for example, sebacoyl, adipoly, di- or poly-amines or alcohols and isocyanates. Useful emulsion polymerization materials are
Including, but not limited to, styrene, vinyl acetate, acrylic acid, butyl acrylate, t-butyl acrylate, methyl acrylate, butyl methacrylate.

【００８３】 生成されるカプセルは、硬化性キャリアに分散され得、その結果生じるインク
は、従来の印刷およびコーティング技術を用いて、大きく且つ任意に形作られた
または曲がった表面にプリントし得るか、コーティングし得る。The resulting capsules can be dispersed in a curable carrier and the resulting inks can be printed on large and arbitrarily shaped or curved surfaces using conventional printing and coating techniques, May be coated.

【００８４】 本発明の観点から、当業者は、所望なカプセル特性に基づいて、カプセル化プ
ロシージャおよび壁材料を選択する。これらの特性は、カプセル半径の分布と、
カプセル壁の電気的、機械的、拡散および光学的特性と、カプセルの内部相との
化学的適合性とを含む。In view of the present invention, one skilled in the art will select an encapsulation procedure and wall material based on the desired encapsulation properties. These characteristics include the distribution of the capsule radius,
It includes the electrical, mechanical, diffusion and optical properties of the capsule wall and its chemical compatibility with the internal phase of the capsule.

【００８５】 カプセル壁は、一般に、高い電気抵抗率を有する。比較的低い抵抗率を有する
壁を使用することもできるが、これは比較的高いアドレス電圧を必要とする際に
パフォーマンスを制限する。カプセル壁は、また、機械的に強固であるべきであ
る（しかし完成したカプセル粉末がコーティングのための硬化性重合体バインダ
ーに分散される場合、機械的強度は重要ではない）。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プロシー
ジャを使用することが望まれる場合、これらは、処理後の工程においてオーバー
コーティング（すなわち、第２のカプセル化）され得る。さらに、カプセルは硬
化性バインダーに分散される場合、バインダーは細孔を閉じるように機能する。
カプセル壁は光学的に透明であるべきである。しかし、その壁材料は、カプセル
の内相（すなわち、懸濁流体）の屈折率、または、カプセルが分散されるバイン
ダーにマッチするように選択され得る。あるアプリケーション（例えば、２つの
固定電極間への挿入）において、単分散のカプセル半径が望ましい。The capsule wall generally has a high electrical resistivity. Walls with relatively low resistivity can be used, but this limits performance when relatively high address voltages are required. The capsule wall should also be mechanically strong (but mechanical strength is not critical if the finished capsule powder is dispersed in a curable polymer binder for coating). The capsule wall should generally not be porous. However, if it is desired to use a capsule procedure that produces porous capsules, they can be overcoated (ie, a second encapsulation) in a post-processing step. Further, when the capsules are dispersed in a curable binder, the binder functions to close the pores.
The capsule wall should be optically transparent. However, the wall material can be selected to match the refractive index of the internal phase of the capsule (ie, the suspending fluid) or the binder in which the capsule is dispersed. In some applications (eg, insertion between two fixed electrodes), a monodisperse capsule radius is desirable.

【００８６】 カプセル化プロシージャは、負に帯電された、カルボキシ置換された、線状炭
化水素高分子電解質材料の存在下で、水中油滴型エマルジョンの水相内における
尿素とホルムアルデヒドとの間の重合に関する。その結果として生じたカプセル
壁は、内部相を個別に囲む尿素／ホルムアルデヒド共重合体である。カプセルは
透明であり、機械的に強く、良好な抵抗率特性を有する。The encapsulation procedure involves the polymerization between urea and formaldehyde in the aqueous phase of an oil-in-water emulsion in the presence of a negatively charged, carboxy-substituted, linear hydrocarbon polyelectrolyte material. About. The resulting capsule wall is a urea / formaldehyde copolymer that individually surrounds the internal phase. The capsule is transparent, mechanically strong and has good resistivity properties.

【００８７】 インサイチュ重合の関連技術は、水中油滴型エマルジョンを使用する。水中油
滴型エマルジョンは、電気泳動成分（すなわち、色素粒子の懸濁を含む誘電体液
体）を水性環境に分散することによって形成される。モノマーは重合され、水相
より内部層に対してより高い親和性を有するポリマーを形成する。それにより、
乳化された油質のドロップレットの周囲に凝縮する。特に有用な１つのインサイ
チュ重合プロセスにおいて、尿素およびホルムアルデヒドは、ポリ（アクリル酸
）の存在下で縮合する（例えば、米国特許第４，００１，１４０号参照）。他の
有用なプロセスにおいて、水溶液内に生じた任意の多様な架橋試薬が、微視的油
質ドロップレットの周囲に堆積する。そのような架橋剤は、アルデヒド、特には
、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；ポリイソシアネートを含む。先に示した米国特許第４，００１
，１４０号および米国特許第４，２７３，６７２号の全体の開示を本明細書にお
いて参考として援用する。A related technique for in situ polymerization uses oil-in-water emulsions. Oil-in-water emulsions are formed by dispersing an electrophoretic component (ie, a dielectric liquid containing a suspension of dye particles) in an aqueous environment. The monomers are polymerized to form a polymer having a higher affinity for the inner layer than for the aqueous phase. Thereby,
Condenses around the emulsified oily droplets. In one particularly useful in situ polymerization process, urea and formaldehyde condense in the presence of poly (acrylic acid) (see, for example, US Pat. No. 4,001,140). In another useful process, any of a variety of cross-linking reagents generated in the aqueous solution accumulate around the microscopic oily droplets. Such crosslinking agents are aldehydes, especially formaldehyde, glyoxal or glutaraldehyde; alum;
Zirconium salt; including polyisocyanate. U.S. Pat. No. 4,001, shown above.
No. 4,140, and U.S. Pat. No. 4,273,672, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference.

【００８８】 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使用する
。１つ以上のコロイドは、水相からコアセルベート（すなわち、凝集化）され、
油質ドロップレット周囲の殻として、温度、ｐＨおよび／または相対濃度の制御
を介して堆積され、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
ョンに適切な材料は、ゲラチンおよびアラビアゴムを含む。The coacervation approach also uses an oil-in-water emulsion. One or more colloids are coacervated (ie, agglomerated) from the aqueous phase;
As a shell around the oily droplet, it is deposited via control of temperature, pH and / or relative concentration, thereby producing microcapsules. Suitable materials for coacervation include gelatin and gum arabic.

【００８９】 界面重合アプローチは、電気泳動成分の油溶性モノマーの存在に依存する。油
溶性モノマーは、水相内のエマルジョンとして再びあらわれる。わずかに疎水性
ドロップレット内のモノマーは、水相に導入されたモノマーと反応し、ドロップ
レットと周囲の水媒体との間の界面で重合し、ドロップレット周囲の殻を形成す
る。その結果として生じる壁は比較的薄く、透過性であり得るが、このプロセス
は他のいくらかのプロセスの上昇温度特性を必要としない。したがって、誘電体
の液体を選択する観点から、より大きな柔軟性を有する余裕がある。The interfacial polymerization approach relies on the presence of an oil-soluble monomer of the electrophoretic component. The oil-soluble monomer reappears as an emulsion in the aqueous phase. The monomer within the slightly hydrophobic droplet reacts with the monomer introduced into the aqueous phase and polymerizes at the interface between the droplet and the surrounding aqueous medium, forming a shell around the droplet. The resulting wall may be relatively thin and permeable, but this process does not require the elevated temperature characteristics of some other processes. Therefore, from the viewpoint of selecting a dielectric liquid, there is room for greater flexibility.

【００９０】 コーティング支援物を用いて、コーティングされたまたは印刷された電気泳動
インク材料の均一性および品質を向上させ得る。一般に、湿潤剤を追加して、コ
ーティング／基板界面での界面張力を調整し、液体／気体界面張力を調整する。
湿潤剤は、アニオン性またはカチオン性界面活性剤と、シリコーンまたはフルオ
ロポリマーベース材料などの非イオン種とを含むが、これらに限定されない。分
散剤を用いて、カプセルとバインダーとの間の界面張力を修正し得、凝集および
粒子沈殿に対する制御を提供する。The coating aid can be used to improve the uniformity and quality of the coated or printed electrophoretic ink material. Generally, wetting agents are added to adjust the interfacial tension at the coating / substrate interface and adjust the liquid / gas interfacial tension.
Wetting agents include, but are not limited to, anionic or cationic surfactants and non-ionic species such as silicone or fluoropolymer based materials. Dispersants can be used to modify the interfacial tension between the capsule and the binder, providing control over aggregation and particle settling.

【００９１】 表面張力改質材を追加して、空気／インク界面張力を調整し得る。一般に、ポ
リシロキサンをそのようなアプリケーションに使用し、表面レベルを向上させな
がらコーティング内の他の欠陥を最小化し得る。表面張力改質材は、例えば、Ｄ
ｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ， ＤＥ）からＺｏｎｙｌ（登録商標）系列
（ｓｅｒｉｅｓ）、３Ｍ（Ｓｔ． Ｐａｕｌ， ＭＮ）からのＦｌｕｏｒｏｄ（
登録商標）系列（ｓｅｒｉｅｓ）およびＡｕｔｏＣｈｅｍ（Ｇｌｅｎ Ｒｏｃｋ
，ＮＪ）からのフルオロアルキル系列（ｓｅｒｉｅｓ）などのフッ素化された界
面活性剤と；例えば、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｒｉｄｅ（Ｄａｎｂｕｒｙ、ＣＴ）
からのＳｉｌｗｅｔ（登録商標）などのシロキサン、ならびにポリエトキシおよ
びポリプロポキシアルコールを含むが、これらに限定されない。消泡剤（例えば
、シリコーンおよびシリコーンのない重合材料）を添加して、インク内部から表
面への空気の運動を高め、コーティング表面での気泡の破壊を容易にし得る。他
の有用な消泡材は、グリセリルエステルと、多価アルコールと、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どの合成された消泡材と、ジメ
チルシロキサンポリマーおよびシリカの組み合わせから作成されたシリコーン消
泡材試薬とを含むが、これらに限定されない。ｕｖ−吸収体および抗酸化剤など
の安定剤も追加して、インクの寿命を向上させ得る。A surface tension modifier can be added to adjust the air / ink interfacial tension. In general, polysiloxanes can be used in such applications to minimize surface defects while improving other defects in the coating. The surface tension modifier is, for example, D
uPont (Wilmington, DE) to Zonyl® series (series), 3M (St. Paul, MN) to Fluorod (
Registered trademark) series and AutoChem (Glen Rock)
Fluorinated surfactants, such as fluoroalkyl series from NJ); for example, Union Carbride (Danbury, CT)
Siloxanes, such as, for example, Silwet®, and polyethoxy and polypropoxy alcohols. Defoamers (eg, silicone and silicone-free polymeric materials) can be added to enhance the movement of air from inside the ink to the surface and to facilitate the destruction of air bubbles at the coating surface. Other useful defoamers are made from combinations of glyceryl esters, polyhydric alcohols, synthetic defoamers such as alkylbenzenes, natural fats, fatty acids and oil solutions of metal soaps, and dimethylsiloxane polymers and silica. But not limited thereto. Stabilizers such as uv-absorbers and antioxidants may also be added to increase the life of the ink.

【００９２】 コーティング粘性および発泡のような性質を制御するための他の添加剤をコー
ティング流体内に使用し得る。安定剤（ＵＶ−吸収体、抗酸化剤）および他の添
加剤は、実際的な材料における有用性を示し得る。[0092] Other additives may be used in the coating fluid to control properties such as coating viscosity and foaming. Stabilizers (UV-absorbers, antioxidants) and other additives may show utility in practical materials.

【００９３】 （Ｅ．バインダー材料） 電極材料をカプセル分散系に結合するとともに、カプセルを支持および保護す
る非導電性、付着媒体としてバインダーを使用する。バインダーは、多くの形態
および化学的形式で利用可能である。これらには、水溶性ポリマーの中で、水媒
介ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性および熱可塑性ポリマーならびに放射硬
化性ポリマーがある。(E. Binder Material) A binder is used as a non-conductive, adhesion medium that binds the electrode material to the capsule dispersion and supports and protects the capsule. Binders are available in many forms and chemical forms. These include, among water-soluble polymers, water-borne polymers, oil-soluble polymers, thermoset and thermoplastic polymers, and radiation-curable polymers.

【００９４】 水溶性ポリマーには、さまざまなポリサッカライド、ポリビニルアルコール、
Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、さまざまなＣａｒｂｏｗａｘ（
登録商標）系列（ｓｐｅｃｉｅｓ）（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ、Ｄａｎｂｕ
ｒｙ、ＣＴ）およびポリ―２―ヒドロキシエチルアクリレートがある。Water-soluble polymers include various polysaccharides, polyvinyl alcohol,
N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, various Carbowax (
(Registered trademark) series (Union Carbide, Danbu)
ry, CT) and poly-2-hydroxyethyl acrylate.

【００９５】 水分散または飲料水媒介系は、一般に、ラテックス組成物である。これは、Ｎ
ｅｏｒｅｚ（登録商標）およびＮｅｏｃｒｙｌ（登録商標）樹脂（Ｚｅｎｅｃａ
Ｒｅｓｉｎｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）、Ａｃｒｙｓｏｌ（登録商標）
（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、Ｂａｙｈ
ｙｄｒｏｌ（登録商標）（Ｂａｙｅｒ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）およびＣ
ｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｉｅｓ（Ｗｅｓｔ Ｐａｔｅｒｓｏｎ，ＮＪ）ＨＰ ｌ
ｉｎｅによって代表される。これらは、一般に、ポリウレタンのラテックスであ
り、時に、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
コーンの化合物であり、それぞれは、ガラス転移温度、「タック（ｔａｃｋ）」
の程度、ソフトネス（ｓｏｆｔｎｅｓｓ）、透明度、可撓性、水透過性、溶媒耐
久性、伸び弾性率、引張り強度、熱可塑性流量、固体レベルによって規定される
特性の特定のセットで最終の硬化性樹脂に寄与する。ある水媒介系は反応性モノ
マーと混合され、触媒化されて、より複雑な樹脂を形成し得る。例えば、カルボ
キシル基と反応するアジリジンなどの架橋試薬の使用によってさらに架橋され得
るものもある。[0095] The aqueous dispersion or drinking water vehicle system is generally a latex composition. This is N
eorez® and Neocryl® resins (Zeneca®)
Resins, Wilmington, MA), Acrysol®
(Rohm and Haas, Philadelphia, PA), Bayh
hydrol® (Bayer, Pittsburgh, PA) and C
ytec Industries (West Paterson, NJ) HP 1
ine. These are generally latexes of polyurethane, sometimes one or more acrylic, polyester, polycarbonate, or silicone compounds, each of which has a glass transition temperature, "tack"
Final set with a specific set of properties defined by the degree of softness, clarity, flexibility, water permeability, solvent durability, elongation modulus, tensile strength, thermoplastic flow, and solids level Contributes to resin. Certain water-borne systems can be mixed with reactive monomers and catalyzed to form more complex resins. For example, some can be further cross-linked by the use of a cross-linking reagent such as aziridine that reacts with a carboxyl group.

【００９６】 水媒介樹脂のおよび水溶性カプセルの一般的なアプリケーションは、以下のよ
うである。粒子の塊を遠心分離して、過剰な水と分離する。所定の遠心プロセス
、例えば、６０×Ｇで１０分後、カプセルは遠心管の底で見出され、水部分は上
方で見出される。その水部分は慎重に（デカントまたはピペットによって）取り
除かれる。残ったカプセルの質量を測定し、樹脂の質量を追加して、それにより
、樹脂の質量はカプセルの重量の８分の１から１０分の１である。この混合物は
徐々に混合され、振動ミキサで穏やかに、適切に１時間半の間、混合される。１
時間半後、混合物は適切な基板上にコーティングできるように用意される。Typical applications of waterborne resins and of water-soluble capsules are as follows. The particle mass is centrifuged to separate excess water. After a given centrifugation process, for example 10 minutes at 60 × G, capsules are found at the bottom of the centrifuge tube and the water part is found at the top. The water portion is carefully removed (by decanting or pipetting). The mass of the remaining capsule is measured and the mass of the resin is added, whereby the mass of the resin is one eighth to one tenth of the weight of the capsule. The mixture is mixed gently and gently in a vibrating mixer, suitably for one and a half hours. 1
After half an hour, the mixture is ready to be coated on a suitable substrate.

【００９７】 熱硬化性樹脂系は、エポキシ系によって例示される。これらの２成分系は粘度
が大きく変化し、対の反応性は混合物の「ポットライフ」を決定する。ポットラ
イフがコーティング動作を可能にするのに十分に長い場合、カプセルは、樹脂硬
化および固化の前のコーティングプロセスにおいて秩序化された構成でコーティ
ングされ得る。[0097] Thermosetting resin systems are exemplified by epoxy systems. These two-component systems vary greatly in viscosity, and the reactivity of the pair determines the "pot life" of the mixture. If the pot life is long enough to allow the coating operation, the capsules can be coated in an ordered configuration in the coating process before resin curing and solidification.

【００９８】 熱可塑性ポリマーは（しばしば、ポリエステルである）、高温で溶融される。
製品のこのタイプの一般的なアプリケーションは、ホットメルト接着剤である。
耐熱性カプセルの分散は、そのような媒体においてコーティングされ得る。凝固
プロセスは冷却時に始まり、最終的な硬度、透明度、可撓性は、ポリマーの分岐
および分子量によって影響される。[0098] Thermoplastic polymers (often polyesters) are melted at elevated temperatures.
A common application for this type of product is hot melt adhesives.
The dispersion of the heat-resistant capsule can be coated in such a medium. The solidification process begins upon cooling, and the final hardness, clarity, and flexibility are affected by polymer branching and molecular weight.

【００９９】 油質または溶媒可溶性ポリマーは、水そのものを明らかに除いて、しばしば水
媒介樹脂系の構成と同様である。溶媒系の処方における許容度は大きく、溶媒選
択およびポリマー溶解性によってのみ制限される。カプセル自身の生存力は溶媒
ベース系においてかなり重要である。カプセル壁の整合性は溶媒によって任意の
方法において妥協され得ない。Oily or solvent-soluble polymers are often similar in construction to water-borne resin systems, except for the water itself. The tolerance in solvent-based formulations is great and is limited only by solvent choice and polymer solubility. The viability of the capsule itself is quite important in solvent based systems. The integrity of the capsule wall cannot be compromised in any way by the solvent.

【０１００】 放射硬化性樹脂は、概して、溶媒ベース系間に見出される。カプセルは、その
ような媒体内に分散され、コーティングされ得る。次いで、樹脂は紫外線放射の
閾値レベルまでの時限露出によって硬化され得る。その放射の波長は、長いかま
たは短い。ポリマー樹脂を硬化する全ての場合において、最終的な特性は分岐、
モノマー、オリゴマーの分子量、架橋によって決定される。[0100] Radiation curable resins are generally found among solvent-based systems. Capsules can be dispersed and coated in such a medium. The resin may then be cured by timed exposure to a threshold level of ultraviolet radiation. The wavelength of the radiation is long or short. In all cases of curing the polymer resin, the ultimate properties are branching,
It is determined by the molecular weight of monomers and oligomers, and crosslinking.

【０１０１】 しかし、多くの減水モノマーおよびオリゴマーが市販されている。厳密な意味
では、それらは水溶性ではないが、水は低濃度において許容された希釈剤であり
、比較的容易に混合物内に分散され得る。これらの環境下で、水を用いて粘性を
減らす（初期的には数千から数十万センチポイズ）。水ベースのカプセルは（例
えば、たんぱく質または多糖類材料から形成されるものなど）、粘性が十分に低
くできるのであれば、そのような媒体内に分散され、コーティングされ得る。そ
のような系の硬化は一般に紫外線放射による。However, many water reducing monomers and oligomers are commercially available. In the strict sense, they are not water-soluble, but water is an acceptable diluent at low concentrations and can be dispersed relatively easily into the mixture. Under these circumstances, water is used to reduce viscosity (initially thousands to hundreds of thousands of centipoise). Water-based capsules (such as those formed from protein or polysaccharide materials) can be dispersed and coated in such media if the viscosity can be sufficiently low. Curing of such systems is generally by ultraviolet radiation.

【０１０２】 図１１ａを参照して、本発明の薄膜トランジスタアレイを使用した電気泳動デ
ィスプレイの実施形態を示す。図１１ａは、電子インクを用いて構成された電気
泳動ディスプレイ１３０の断面図を示す。バインダー１３２は少なくとも１つの
カプセルを含む。そのカプセルは複数の粒子１３６で満たされ、懸濁流体１３８
に染められる。ある実施形態において、粒子１３６はチタニア粒子である。適切
な極性の直流電場をカプセル１３４に印加する場合、粒子１３６はディスプレイ
の表示面に移動し、光を散乱する。印加電場を反転する場合、粒子１３６はディ
スプレイの裏面に移動し、次いで、ディスプレイの表示面を暗くする。Referring to FIG. 11a, an embodiment of an electrophoretic display using the thin film transistor array of the present invention is shown. FIG. 11a shows a cross-sectional view of an electrophoretic display 130 constructed using electronic ink. Binder 132 includes at least one capsule. The capsule is filled with a plurality of particles 136 and a suspension fluid 138
It is dyed. In some embodiments, particles 136 are titania particles. When a DC field of the appropriate polarity is applied to the capsule 134, the particles 136 move to the display surface of the display and scatter light. When reversing the applied electric field, the particles 136 move to the back of the display, which then darkens the display surface of the display.

【０１０３】 図１１ｂは、電子インクを用いて構成された別の電気泳動ディスプレイ１４０
の断面を示す。このディスプレイは、カプセル１４１内に、第１の粒子セット１
４２と第２の粒子セット１４４とを備える。第１の粒子セット１４２および第２
の粒子セット１４４は対称的な光学特性を有する。例えば、第１の粒子セット１
４２および第２の粒子セット１４４は、異なる電気泳動移動度を有し得る。さら
に、第１の粒子セット１４２および第２の粒子セット１４４は、対称的な色を有
し得る。例えば、第１の粒子セット１４２は白色でもよく、一方、第２の粒子セ
ット１４４は黒色でもよい。カプセル１４１は実質的に透明な流体をさらに含む
。カプセル１４１は、カプセル１４１に近接して配置される電極１４６および電
極１４６’を有する。電極１４６および電極１４６’は電圧源１４８に接続され
る。電圧源１４８はカプセル１４１に電場を供給する。ある実施形態において、
電場を電極１４６および電極１４６’に印加する際、第１の粒子のセット１４２
は電極１４６’の方に移動し、一方、第２の粒子のセット１４４は電極１４６の
方に移動する。別の実施形態において、電場を電極１４６および電極１４６’に
印加する際に、第１の粒子のセット１４２は電極１４６’の方に急速に移動し、
一方、第２の粒子のセット１４４はゆっくりと電極１４６の方に移動するか、ま
たは全く動かない。それにより、第１の粒子のセットは、電極１４６’に近接す
るマイクロカプセル表面で優先的に密集する。FIG. 11b shows another electrophoretic display 140 constructed using electronic ink.
2 shows a cross section of FIG. The display includes a first particle set 1 in a capsule 141.
42 and a second set of particles 144. First particle set 142 and second particle set
Of particles 144 have symmetric optical properties. For example, the first particle set 1
42 and the second set of particles 144 may have different electrophoretic mobilities. Further, the first particle set 142 and the second particle set 144 can have symmetric colors. For example, the first set of particles 142 may be white, while the second set of particles 144 may be black. Capsule 141 further includes a substantially transparent fluid. The capsule 141 has an electrode 146 and an electrode 146 ′ arranged close to the capsule 141. Electrodes 146 and 146 'are connected to a voltage source 148. The voltage source 148 supplies an electric field to the capsule 141. In some embodiments,
When an electric field is applied to the electrodes 146 and 146 ', the first set of particles 142
Move toward electrode 146 ′, while the second set of particles 144 moves toward electrode 146. In another embodiment, when an electric field is applied to the electrodes 146 and 146 ′, the first set of particles 142 moves rapidly toward the electrodes 146 ′,
On the other hand, the second set of particles 144 moves slowly toward the electrode 146 or does not move at all. Thereby, the first set of particles is preferentially clustered at the microcapsule surface adjacent to the electrode 146 '.

【０１０４】 図１１ｃは、懸濁粒子ディスプレイ１５０の断面図を示す。懸濁粒子ディスプ
レイ１５０は、透明流体１５４内のニードル状粒子１５２を含む。粒子１５２は
、電極１５６および電極１５６’にＡＣ場を印加する際に、粒子１５２の配向が
変化する。ＡＣ場を印加する場合、粒子１５２はディスプレイ表面に対して垂直
に配向され、ディスプレイは透明にみえる。ＡＣ場を取り除く場合、粒子１５２
はランダムに配向され、ディスプレイ１５０は不透明にみえる。FIG. 11 c shows a cross-sectional view of the suspended particle display 150. Suspended particle display 150 includes needle-like particles 152 within transparent fluid 154. The particles 152 change their orientation when an AC field is applied to the electrodes 156 and 156 '. When applying an AC field, the particles 152 are oriented perpendicular to the display surface and the display appears transparent. When removing the AC field, particles 152
Are randomly oriented and the display 150 appears opaque.

【０１０５】 図９ａ〜図９ｃにおいて提供された電気泳動および懸濁粒子ディスプレイは単
なる例示であり、他の電気泳動ディスプレイは本発明に従って使用され得る。The electrophoretic and suspended particle displays provided in FIGS. 9a-9c are merely exemplary, and other electrophoretic displays can be used in accordance with the present invention.

【０１０６】 別の詳細な実施形態において、ディスプレイ媒体１０６は、図１１ｄに示され
る複数のバイクロマル（ｂｉｃｈｒｏｍａｌ）球を含み得る。バイクロマル球１
６０は、一般に、液体媒体１６６内において、第１の色の正電荷半球１６２と第
２の色の負電荷半球１６４とを含む。対の電極１６８、１６８’を介して球１６
０に電場を印加すると、球１６０は回転し、２つの半球１６２、１６４の一方の
色を表示する。In another detailed embodiment, the display medium 106 may include a plurality of bichromal spheres as shown in FIG. 11d. Bichromal sphere 1
60 generally includes a positive hemisphere 162 of a first color and a negative hemisphere 164 of a second color within a liquid medium 166. The ball 16 via the pair of electrodes 168, 168 '
When an electric field is applied to zero, the sphere 160 rotates and displays one color of the two hemispheres 162, 164.

【０１０７】 代替の実施形態において、クロストークが減少したトラジスタのアレイは、半
導体層の抵抗率を増加させることによって作成される。例えば、半導体層がわず
かにｎ型であるアモルファスシリコンである場合、半導体は、半導体層の抵抗率
を増加させるために、ボロンまたは等価なｐ型ドーパントを少しドープし得る。
半導体層にドープするボロンが多すぎる場合、半導体層はｐ型になり、抵抗率は
減少する。例えば、ディスプレイのアプリケーションにおいて、ボロンドーピン
グを調整して、ディスプレイのピクセルを駆動するのに、最低限必要な「オン」
電流をトランジスタに供給し、同時に隣接素子または信号間の十分な絶縁を保持
する。議論したように、トランジスタの隣接するソース電極およびドレイン電極
と金属信号線との間の空間は、本実施形態において、下にある半導体層を介する
電荷リークを抑制するのに十分な大きさでなければならない。様々な材料のリー
ク電流、電極電位、半導体導電率および厚さが分かれば、この最小の空間は、抵
抗の計算を介して導出することができる。In an alternative embodiment, an array of transistors with reduced crosstalk is created by increasing the resistivity of the semiconductor layer. For example, if the semiconductor layer is amorphous silicon, which is slightly n-type, the semiconductor may be slightly doped with boron or an equivalent p-type dopant to increase the resistivity of the semiconductor layer.
If too much boron is doped into the semiconductor layer, the semiconductor layer becomes p-type and the resistivity decreases. For example, in display applications, the minimum "on" required to adjust the boron doping to drive the display pixels
Current is supplied to the transistor while at the same time maintaining sufficient isolation between adjacent elements or signals. As discussed, the space between the adjacent source and drain electrodes of the transistor and the metal signal line must in this embodiment be large enough to suppress charge leakage through the underlying semiconductor layer. Must. Knowing the leakage current, electrode potential, semiconductor conductivity and thickness of the various materials, this minimum space can be derived through resistance calculations.

【０１０８】 本発明は、特定の好適な実施形態を参照して、特定に示され且つ記載されるが
、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の意図および範囲から逸脱す
ることなく、形態および詳細の様々な変更が為され得ることが当業者に理解され
るべきである。例えば、能動素子または受動素子のアレイは本発明に従って作成
され得る。素子のアレイは、ディスプレイ以外のデバイスにおいて使用され得る
。The present invention has been particularly shown and described with reference to certain preferred embodiments, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made. For example, an array of active or passive elements can be made in accordance with the present invention. Arrays of elements can be used in devices other than displays.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 図１は、本発明の１実施形態による薄膜トランジスタアレイの断面図を示す。FIG. 1 is a sectional view of a thin film transistor array according to an embodiment of the present invention.

【図２】 図２は、ディスプレイ媒体が削除された電子ディスプレイの１実施形態の平面
図を示す。FIG. 2 shows a plan view of one embodiment of an electronic display with the display media removed.

【図３】 図３は、図２のディスプレイの抵抗のあるリーク経路の位置を示す。FIG. 3 shows the location of a resistive leak path of the display of FIG. 2;

【図４ａ】 図４ａは、薄膜トランジスタの１実施形態の平面図を示す。FIG. 4a shows a plan view of one embodiment of a thin film transistor.

【図４ｂ】 図４ｂは、図４ａに示されるトランジスタの実施形態に相当する断面図の略図
を示す。FIG. 4b shows a schematic representation of a cross-sectional view corresponding to the embodiment of the transistor shown in FIG. 4a.

【図５】 図５は、図４ａに示されたタイプの２マスクトランジスタの１サンプルについ
てのドレイン電流対ゲート電圧のグラフを示す。FIG. 5 shows a graph of drain current versus gate voltage for one sample of a two mask transistor of the type shown in FIG. 4a.

【図６】 図６は、本発明の１実施形態による薄膜トランジスタアレイの断面図を示す。FIG. 6 shows a cross-sectional view of a thin film transistor array according to one embodiment of the present invention.

【図７】 図７は、本発明の１実施形態による薄膜トランジスタアレイの断面図を示す。FIG. 7 is a sectional view of a thin film transistor array according to an embodiment of the present invention.

【図８】 図８は、本発明の１実施形態による薄膜トランジスタアレイの断面図を示す。FIG. 8 shows a cross-sectional view of a thin film transistor array according to one embodiment of the present invention.

【図９】 図９は、本発明の１実施形態による薄膜トランジスタアレイの断面図を示す。FIG. 9 is a sectional view of a thin film transistor array according to an embodiment of the present invention.

【図１０】 図１０は、本発明の１実施形態による電子ディスプレイの断面図を示す。FIG. 10 shows a cross-sectional view of an electronic display according to one embodiment of the present invention.

【図１１ａ】 図１１ａは、本発明の１実施形態による電子ディスプレイの断面図の略図を示
す。FIG. 11a shows a schematic diagram of a cross-sectional view of an electronic display according to one embodiment of the present invention.

【図１１ｂ】 図１１ｂは、本発明の１実施形態による電子ディスプレイの断面図の略図を示
す。FIG. 11b shows a schematic diagram of a cross-sectional view of an electronic display according to one embodiment of the present invention.

【図１１ｃ】 図１１ｃは、本発明の１実施形態による電子ディスプレイの断面図の略図を示
す。FIG. 11c shows a schematic diagram of a cross-sectional view of an electronic display according to one embodiment of the present invention.

【図１１ｄ】 図１１ｄは、本発明の１実施形態による電子ディスプレイの断面図の略図を示
す。FIG. 11d shows a schematic diagram of a cross-sectional view of an electronic display according to one embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダザラー， グレッグ エム． アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02146， ケンブリッジ， ビーコン ス トリート 1243， アパートメント ６イ ー (72)発明者 カズラス， ピーター ティー． アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01776， サドバリー， ダットン ロー ド 405 (72)発明者 チェン， ユ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02138， ケンブリッジ， トローブリッ ジ ストリート 77 Ｆターム(参考） 5C094 AA42 AA43 BA03 BA43 BA75 BA76 CA19 EA04 EA07 5F110 AA16 BB01 CC05 CC07 CC08 DD01 DD02 DD05 EE01 EE02 FF01 FF02 FF03 GG02 GG05 GG13 GG15 GG32 GG35 HJ13 HJ23 HK01 HK02 HK09 HK16 HK21 HK34 NN02 NN24 NN41 NN72 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR , HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventors Dazzler, Greg M. United States Massachusetts 02146, Cambridge, Beacon Street 1243, Apartment 6E (72) Inventor Kazulas, Peter Tee. United States Massachusetts 01776, Sudbury, Dutton Road 405 (72) Inventor Chen, United States Massachusetts 02138, Cambridge, Troveridge Street 77 F-term (reference) 5C094 AA42 AA43 BA03 BA43 BA75 BA76 CA19 EA04 EA07 5F110 AA16 BB08 CC01 CC05 CC01 DD02 DD05 EE01 EE02 FF01 FF02 FF03 GG02 GG05 GG13 GG15 GG32 GG35 HJ13 HJ23 HK01 HK02 HK09 HK16 HK21 HK34 NN02 NN24 NN41 NN72

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも第１のトランジスタと第２のトランジスタと第３
のトランジスタとを備える薄膜トランジスタアレイ（１０）であって、該トラン
ジスタの各々が、 ソース電極（２０）と、 該ソース電極（２０）から間隔があいたドレイン電極（２２）と、 該ソース電極（２０）および該ドレイン電極（２２）の両方と電気的につなが
る半導体層（１８）と、 該半導体層（１８）と近接するように配置されるゲート電極（１４）であって
、該ゲート電極（１４）の電位を変化させることによって、該ソース電極（２０
）と該ドレイン電極（２２）との間の該半導体層の抵抗を変化させることができ
る、ゲート電極（１４）と、 を備え、 該トランジスタアレイ（１０）は、 該第１のトランジスタおよび該第２のトランジスタのそれぞれの該ソース電極
（２０）および該ドレイン電極（２２）の一方とつながる第１のデータ線（３２
）と、 該第３のトランジスタのソース電極（２０）およびドレイン電極（２２）の対
応する方とつながる第２のデータ線（３２）と、 該第１のトランジスタと該第３のトランジスタのゲート電極（１４）とつなが
る第１の選択線（３６）と、 該第２のトランジスタのゲート電極（１４）とつながる第２の選択線（４６）
と、 をさらに備え、 該アレイは、該半導体層（１８）が第１のトランジスタ、第２のトラジスタ、
第３のトランジスタの間を連続して伸びることを特徴とする、薄膜トランジスタ
アレイ。At least a first transistor, a second transistor, and a third transistor
A thin film transistor array (10) comprising: a source electrode (20); a drain electrode (22) spaced from the source electrode (20); and a source electrode (20). A semiconductor layer (18) electrically connected to both the drain electrode (22) and a gate electrode (14) arranged close to the semiconductor layer (18), wherein the gate electrode (14) Of the source electrode (20)
) And a gate electrode (14) that can change the resistance of the semiconductor layer between the drain electrode (22) and the transistor array (10). A first data line (32) connected to one of the source electrode (20) and the drain electrode (22) of each of the two transistors.
), A second data line (32) connected to a corresponding one of the source electrode (20) and the drain electrode (22) of the third transistor, and a gate electrode of the first transistor and the third transistor. A first selection line (36) connected to (14), and a second selection line (46) connected to the gate electrode (14) of the second transistor.
And the array further comprises: the semiconductor layer (18) is a first transistor, a second transistor,
A thin-film transistor array extending continuously between the third transistors. 【請求項２】 前記半導体層（１８）が、非パターンニングされたされてい
ることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜トランジスタアレイ。2. The thin film transistor array according to claim 1, wherein the semiconductor layer is non-patterned. 【請求項３】 前記半導体層（１８）に近接する非パターンニングされた誘
電体層（１６）を特徴とする、請求項１または２に記載の薄膜トランジスタアレ
イ。3. The thin-film transistor array according to claim 1, wherein the non-patterned dielectric layer (16) is adjacent to the semiconductor layer (18). 【請求項４】 前記第１のトランジスタは電子ディスプレイの第１の画素電
極（３４）をさらに備え、この第１の画素電極（３４）は該第１のトランジスタ
の前記ドレイン電極（２２）とつながり、前記第２のトランジスタは該電子ディ
スプレイの第２の画素電極（４０）をさらに備え、該第２の画素電極（４０）は
該第２のトランジスタの前記ドレイン電極（２２）とつながり、前記第３のトラ
ンジスタは該電子ディスプレイの第３の画素電極（３８）をさらに備え、該第３
の画素電極（３８）は該第３のトランジスタの前記ドレイン電極（２２）とつな
がり、該第１のトランジスタおよび該第２のトランジスタの前記ソース電極（２
０）は前記第１のデータ線とつながり、該第３のトランジスタの前記ソース電極
（２０）は前記第２のデータ線につながることを特徴とする、請求項１から３の
いずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ。4. The first transistor further comprises a first pixel electrode (34) of an electronic display, the first pixel electrode (34) being connected to the drain electrode (22) of the first transistor. , The second transistor further comprises a second pixel electrode (40) of the electronic display, the second pixel electrode (40) being connected to the drain electrode (22) of the second transistor, The third transistor further comprises a third pixel electrode (38) of the electronic display;
Is connected to the drain electrode (22) of the third transistor, and is connected to the source electrode (2) of the first transistor and the second transistor.
0) is connected to the first data line, and the source electrode (20) of the third transistor is connected to the second data line. Thin film transistor array. 【請求項５】 前記半導体層（１８）は、有機半導体材料またはシリコンを
含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の薄膜トランジスタア
レイ。5. The thin film transistor array according to claim 1, wherein the semiconductor layer includes an organic semiconductor material or silicon. 【請求項６】 前記半導体層（１８）がアモルファスシリコンを含むことを
特徴とする、請求項５に記載の薄膜トランジスタアレイ。6. The thin film transistor array according to claim 5, wherein said semiconductor layer comprises amorphous silicon. 【請求項７】 前記半導体層（１８）は、ｐ型ドーパントを有するアモルフ
ァスシリコンを含むことを特徴とする、請求項６に記載の薄膜トランジスタアレ
イ。7. The thin film transistor array according to claim 6, wherein the semiconductor layer includes amorphous silicon having a p-type dopant. 【請求項８】 少なくとも１つのトランジスタが、 （ａ） 前記半導体層（１８）と、該トランジスタのソース電極（２０）およ
びドレイン電極の少なくとも一方との間に設けられるパターンニングされたｎド
ープシリコン層と、 （ｂ） 該半導体層（１８）に近接して設けられたパシベーション層と をさらに含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の薄膜トラン
ジスタアレイ。8. At least one transistor comprising: (a) a patterned n-doped silicon layer provided between said semiconductor layer (18) and at least one of a source electrode (20) and a drain electrode of said transistor; The thin film transistor array according to any one of claims 1 to 7, further comprising: (b) a passivation layer provided close to the semiconductor layer (18). 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ
（１０）と、 ディスプレイ媒体（１０６）と によって特徴付けられる、電子ディスプレイ（１００）。9. An electronic display (100) characterized by a thin film transistor array (10) according to any of the preceding claims and a display medium (106). 【請求項１０】 前記媒体（１０６）が電気泳動であることを特徴とする、
請求項９に記載の電子ディスプレイ。10. The medium (106) is electrophoretic,
An electronic display according to claim 9. 【請求項１１】 前記電気泳動媒体（１０６）は、少なくとも１つのタイプ
の粒子と懸濁流体とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電子ディスプ
レイ。11. The electronic display according to claim 10, wherein the electrophoretic medium comprises at least one type of particles and a suspending fluid. 【請求項１２】 前記電気泳動媒体（１０６）をカプセル化することを特徴
とする、請求項１０または１１に記載の電子ディスプレイ。12. The electronic display according to claim 10, wherein the electrophoretic medium is encapsulated. 【請求項１３】 前記トランジスタアレイの前記半導体層に近接する光ブロ
ック層によって特徴付けられる、請求項９から１２のいずれかに記載の電子ディ
スプレイ。13. The electronic display according to claim 9, characterized by a light blocking layer proximate to the semiconductor layer of the transistor array.