JP7407293B2 - 薄膜上部電極を伴う電気泳動ディスプレイ層 - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、２０２０年２月７日に出願された米国仮特許出願第６２／９７１，２８５号の優先権を主張する。本明細書で説明される全ての特許および刊行物は、参照することによってその全体として組み込まれる。

大部分の電子リーダにおいて見出されるタイプの典型的カプセル化電気泳動ディスプレイでは、カプセルのスラリーが、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）の事前に製作されたシート（酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が、その上に堆積させられている）上にコーティングされる。コーティングされたＰＥＴ－ＩＴＯ材料は、次いで、電気泳動ディスプレイを作製するために別の電極を含むスタックに組み込まれる。電気泳動媒体は、典型的に、非極性液体中の電気泳動粒子と、電荷制御剤と、画像安定剤と、凝集剤とを備え、典型的に、ゼラチン／アカシアコアセルベート等の可撓性有機マトリクスの中にカプセル化されている。ＰＥＴ－ＩＴＯ材料は、導電性で、透明であり、優れた障壁性質を有する。大部分の商業用実施形態では、ＰＥＴ－ＩＴＯ層は、ユーザが、電気泳動媒体内で表示されるパターン（例えば、テキスト）を見るために、この層を通して見るという点で、「上部電極」としての機能を果たす。加えて、スラリーの接着力を改良し、より一貫したカプセルコーティング（好ましくは、基板上にカプセルの単層）を生産するために、接着剤層が、典型的に、カプセルスラリーがコーティングされる前、ＰＥＴ－ＩＴＯ上にコーティングされる。この接着剤層は、典型的に、少なくとも１μｍ厚、より多くの場合、約５μｍ厚である。多くの場合、接着剤層は、典型的な接着剤（それらは、主に誘電性である）と比較して、伝導性を改良するためにドープされる。典型的に、基板上のカプセル化電気泳動媒体のコーティングは、スロットコーティングを用いて行われ、スロットコーティングにおいて、キャリア媒体中のカプセルのスラリーが、スロットに対して移動している基板上にスロットを通して押し進められる。商業用製造中、スラリーが硬化させられた後、第２の接着剤が、カプセルの層の反対側にコーティングされ、次いで、剥離シートが、フロントプレーン積層（ＦＰＬ）を作成するために適用される。後、剥離シートが、除去され、フロントプレーン積層は、バックプレーン（例えば、薄膜トランジスタ（ＡＭ－ＴＦＴ）のアクティブマトリクス）に接着させられる。この方法は、例えば、参照することによってその全体として組み込まれる米国特許第６，９８２，１７８号（特許文献１）を含むＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって発行されたいくつかの特許において説明される。

フロントプレーン積層を生産するこの標準的方法は、しかしながら、いくつかの制約を有する。少なくとも１つの接着剤層が、カプセル化電気泳動媒体のスタック内で使用されるので、カプセルを横断する電場は、それらが、そうでなければ、カプセルが、例えば、直接、２つの電極層の間にあった場合ほど強くはない。この条件は、表示のための切り替え時間を増加させる。加えて、接着剤層は、故障、例えば、層間剥離および変色の原因であり得る。ある場合、接着剤で使用されるドーパントは、高温下で可動になり得、これは、ディスプレイを横断した電気泳動媒体の非一貫した切り替えをもたらし、画像のピクセルが一緒に混合することを引き起こし得る（「ブルーミング」として公知の状況）。

米国特許第６，９８２，１７８号明細書

本明細書に説明されるように、上部平面電極を生産するための代替および改良された方法が、提供される。カプセル化電気泳動媒体を真空チャンバに導入することが実行可能であるので、薄層堆積方法を使用し、電極層をカプセル化電気泳動媒体上に直接コーティングし、それによって、材料の結果として生じるスタックをより薄くし、高い局所的電場を達成する一方、同一電圧を提供し、ほぼ同一量のエネルギーを使用することが可能である。さらに、薄膜堆積のこれらの技法は、誘電体の薄膜を用いてカプセル化材料をコーティングするように拡張させられ、例えば、カプセルと硬化させられた結合剤内のピン孔との間の間隙に起因して、湿気の侵入を防止し、短絡を防止するために、および電気泳動媒体の光学応答を改良するために、有益であり得る。

したがって、一側面では、電気泳動ディスプレイ層であって、第１の基板と、電気泳動媒体を備えているカプセルの層であって、カプセルの層は、平坦側と輪郭側とを有する、カプセルの層と、複数のカプセルの輪郭側と直接接触する光透過性伝導性材料の層であって、カプセルの層は、第１の基板と光透過性伝導性材料の層との間に配置されている、光透過性伝導性材料の層とを含む。いくつかの実施形態では、電気泳動媒体は、適用される電場に応答して、カプセル内を移動する少なくとも１つのタイプの荷電粒子を備えている。いくつかの実施形態では、カプセルの層は、ポリウレタン結合剤をカプセルの層内のカプセルの少なくともいくつかの間に加えて備えている。いくつかの実施形態では、第１の基板は、剥離シートである。いくつかの実施形態では、接着剤層が、第１の基板とカプセルの層との間にある。いくつかの実施形態では、光透過性伝導性材料の層上に配置された平坦化層がある。いくつかの実施形態では、平坦化層が光透過性伝導性材料の層と第２の基板との間に配置されるように、平坦化層上に配置された第２の基板がある。いくつかの実施形態では、カプセルの層と光透過性伝導性材料の層との間に配置されている誘電体材料の第１の層がある。いくつかの実施形態では、誘電体材料の第１の層は、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマーを備えている。いくつかの実施形態では、伝導性材料の第２の層が、第１の基板と電気泳動媒体を備えているカプセルの層との間に配置される。いくつかの実施形態では、誘電体材料の第２の層が、伝導性材料の第２の層とカプセルの層との間に配置される。いくつかの実施形態では、光透過性伝導性材料は、酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛を備えている。いくつかの実施形態では、第１の基板は、実質的に平面的である。いくつかの実施形態では、第１の基板は、大域的に非平面的であるが、局所的に平面的である。いくつかの実施形態では、第２の基板は、実質的に平面的である。

別の側面では、電気泳動ディスプレイ層を作製する方法であって、第１の基板を提供することと、電気泳動媒体を備えているカプセルの層を第１の基板上に堆積させ、それによって、第１の基板と反対のカプセルの層の側にカプセルの層の輪郭表面を作成することと、光透過性伝導性材料の層をカプセルの層の輪郭表面上に堆積させることとを含む。いくつかの実施形態では、光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３３パスカル（１トル）未満の真空圧で起こる。いくつかの実施形態では、光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３パスカル（１００ｍトル）未満の真空圧で起こる。いくつかの実施形態では、堆積させることは、化学蒸着プロセスを用いて行われる。いくつかの実施形態では、酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛は、光透過性伝導性層として堆積させられる。いくつかの実施形態では、方法は、加えて、電気泳動媒体を備えているカプセルの層を堆積させることに先立って、第１の誘電体層を基板上に堆積させることを含む。いくつかの実施形態では、誘電体層は、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマーを備えている_。いくつかの実施形態では、方法は、加えて、第２の誘電体層の上を覆って、電気泳動媒体を備えているカプセルの層の輪郭表面上に、光透過性伝導性材料の層を堆積させることに先立って、第２の誘電体層を電気泳動媒体を備えているカプセルの層の輪郭表面上に堆積させることを含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
電気泳動ディスプレイ層であって、前記電気泳動ディスプレイ層は、
第１の基板と、
電気泳動媒体を備えているカプセルの層であって、前記カプセルの層は、平坦側と輪郭側とを有する、カプセルの層と、
前記複数のカプセルの前記輪郭側と直接接触している光透過性伝導性材料の層と
を備え、
前記カプセルの層は、前記第１の基板と前記光透過性伝導性材料の層との間に配置されている、電気泳動ディスプレイ層。
（項目２）
電気泳動ディスプレイ層であって、前記電気泳動ディスプレイ層は、
第１の基板と、
電気泳動媒体を備えているカプセルの層であって、前記カプセルの層は、平坦側と輪郭側とを有する、カプセルの層と、
前記複数のカプセルの前記輪郭側と直接接触している蒸着誘電体材料の第１の層であって、前記カプセルの層は、前記第１の基板と前記誘電体材料の第１の層との間に配置されている、第１の層と、
前記蒸着誘電体材料の第１の層と直接接触している光透過性伝導性材料の層と
を備えている、電気泳動ディスプレイ層。
（項目３）
前記電気泳動媒体は、印加される電場に応答して前記カプセル内を移動する少なくとも１つのタイプの荷電粒子を備えている、項目１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目４）
前記カプセルの層は、ポリウレタン結合剤を前記カプセルの層内のカプセルの少なくともいくつかの間に加えて備えている、項目１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目５）
前記第１の基板は、剥離シートである、項目１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目６）
前記第１の基板と前記カプセルの層との間の接着剤層をさらに備えている、項目５に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目７）
前記光透過性伝導性材料の層上に配置された平坦化層をさらに備えている、項目１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目８）
前記平坦化層上に配置された第２の基板をさらに備え、それによって、前記平坦化層は、前記光透過性伝導性材料の層と前記第２の基板との間に配置されている、項目７に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目９）
前記第２の基板は、実質的に平面的である、項目８に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目１０）
前記蒸着誘電体材料の第１の層は、Ｓｉ _３ Ｎ _４ 、ＳｉＯ _２ 、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、ＨＦＯ _２ 、ＺｒＯ _２ 、またはポリマーを備えている、項目２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目１１）
項目１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層を備えている電気泳動ディスプレイであって、伝導性材料の第２の層が、前記第１の基板と前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層との間に配置されている、電気泳動ディスプレイ。
（項目１２）
前記伝導性材料の第２の層と前記カプセルの層との間に配置された誘電体材料の第２の層をさらに備えている、項目１１に記載の電気泳動ディスプレイ。
（項目１３）
前記誘電体材料の第２の層は、Ｓｉ _３ Ｎ _４ 、ＳｉＯ _２ 、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、ＨＦＯ _２ 、ＺｒＯ _２ 、またはポリマーを備えている、項目１２に記載の電気泳動ディスプレイ。
（項目１４）
前記光透過性伝導性材料は、酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛を備えている、項目１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目１５）
前記第１の基板は、実質的に平面的である、項目１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目１６）
前記第１の基板は、大域的に非平面的であるが、局所的に平面的である、項目１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
（項目１７）
電気泳動ディスプレイ層を作製する方法であって、前記方法は、
第１の基板を提供することと、
電気泳動媒体を備えているカプセルの層を前記第１の基板上に堆積させ、それによって、前記カプセルの層の前記第１の基板と反対の側に前記カプセルの層の輪郭表面を作成することと、
光透過性伝導性材料の層を前記カプセルの層の前記輪郭表面上に堆積させることと
を含む、方法。
（項目１８）
光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３３パスカル（１トル）未満の真空圧で起こる、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３パスカル（１００ｍトル）未満の真空圧で起こる、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
堆積させることは、化学蒸着プロセスを用いて行われる、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛が、前記光透過性伝導性層として堆積させられる、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層を堆積させることに先立って、第１の誘電体層を前記基板上に堆積させることをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
前記第１の誘電体層は、Ｓｉ _３ Ｎ _４ 、ＳｉＯ _２ 、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、ＨＦＯ _２ 、ＺｒＯ _２ 、またはポリマーを備えている、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記第２の誘電体層の上を覆って、前記カプセルの層の前記輪郭表面上に前記光透過性伝導性材料の層を堆積させることに先立って、前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層の前記輪郭表面上に第２の誘電体層を蒸着させることをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２５）
前記第１の基板は、実質的に平面的である、項目１７に記載の方法。
（項目２６）
前記第１の基板は、大域的に非平面的であるが、局所的に平面的である、項目１７に記載の方法。

図１Ａ－Ｅは、低減させられた周囲圧力において酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の蒸着を使用して電気泳動ディスプレイ層を作成するための本発明の方法を図示する。図１Ａは、電極を含む基板上にカプセルスラリーをコーティングすることを示す。図１Ｂは、上部透明電極を作成するために、低減させられた周囲圧力においてコーティングされたカプセルの直接上にＩＴＯを堆積させることを示す。図１Ｃは、電極間にカプセル化電気泳動媒体を横断して電圧源を提供することを示す。詳細図が、図１Ｄに示され、それによって、カプセルは、白色状態に切り替えられ、上部透明電極は、不可視である。極性を切り替えると、詳細図は、反対の荷電暗粒子が視認表面に駆動されるにつれて、黒色になる。

図２は、本明細書に説明される方法のフローチャートを図示し、それによって、基板が、随意に、堆積したＩＴＯの一部が、堆積中、カプセル層の通過を見出す場合、デバイスを短絡から保護するために、誘電体材料の非常に薄い層を用いてコーティングされる。図２は、加えて、コーティングされたカプセルの上部上の誘電体層と、堆積させられた透明導体上の湿気障壁と、湿気障壁上の平坦化層との堆積を想定する。

図３Ａ－３Ｅは、電気泳動媒体を備えているカプセルの層の直接上に光透過性伝導性材料を堆積させることを含む電気泳動ディスプレイ層の作成における種々のステップを描写する。

図４Ａ－４Ｅは、電気泳動媒体を備えているカプセルの層の直接上に光透過性伝導性材料を堆積させることを含む電気泳動ディスプレイ層の作成における種々のステップを描写する。図４Ａ－４Ｅでは、第２の電極を含む基板が、第２の電極へのコーティングされた光透過性伝導性材料の短絡を防止するために、誘電体を用いてコーティングされている。囲まれた領域４０５を参照されたい。

図５Ａ－５Ｆは、電気泳動媒体を備えているカプセルの層上に直接堆積させられる、誘電体層の上を覆って光透過性伝導性材料を堆積させることを含む電気泳動ディスプレイ層の作成における種々のステップを描写する。誘電体層は、非常に薄く（例えば、１００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ、例えば、２０ｎｍ、またはそれ未満）あり得るが、湿気障壁としての機能を果たし、結果として生じる電気泳動ディスプレイ内の電極間の短絡も防止する。

図６は、基板上に電気泳動媒体のカプセルを堆積させるために使用され得る噴霧ヘッドを図示する。

図７は、ＰＥＴ／ＩＴＯの層、ＰＥＴ／ＩＴＯ上に噴霧されるマイクロカプセルの層、およびカプセル上に堆積させられるＩＴＯの薄層のみを含むディスプレイスタックに関する３つの動作温度において測定された光学キックバックを示す。

図８は、２つの単純マイクロカプセルディスプレイに関する温度の関数としてキックバックを示す。介在誘電体層を含むことによって、キックバックは、広い温度範囲の上を覆って低減させられる。

図９は、図８の２つの単純マイクロカプセルディスプレイの白色と黒色状態との間の総コントラストと、マイクロカプセルとＰＥＴ／ＩＴＯの少なくとも１つの層との間のドープされた接着剤層を含む「従来の」マイクロカプセル電気泳動ディスプレイとの比較とを示す。

図１０Ａ－Ｅは、電気泳動材料のカプセルをアクティブマトリクスバックプレーン上に噴霧コーティングし、次いで、透明導体をカプセル上に直接スパッタリングすることによって、電子リーダとしての使用のために好適であるアクティブマトリクス電気泳動ディスプレイを形成する方法を図示する。図１０Ａは、１，４４８×１，０７２電極および基板に接合された画像コントローラを含む標準的６インチ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板上にカプセルをスプレーコーティングすることを示す。図１０Ｂは、上部透明電極を作成するために、低減させられた周囲圧力において噴霧されたカプセルの直接上にＩＴＯを堆積させることを示す。図１０Ｃは、基板上のＴ．Ｐ．Ｃ．駆動電極と堆積させられたＩＴＯ層との間に上部平面接続（Ｔ．Ｐ．Ｃ．）を作製することを示す。画像コントローラが、外部ドライバに結合されると、図１０Ｄおよび１０Ｅに描写されるように、非常に鮮明なテキストを生産し、ページ間を移動することは、容易である。

本発明は、とりわけ、種々の薄膜を含む電気泳動ディスプレイ層を含み、種々の薄膜は、電気泳動媒体のカプセルの層の上に直接堆積させられている。例えば、光透過性伝導性材料の薄膜が、電気泳動ディスプレイのための透明正面電極を作成するために堆積させられ得る。例えば、誘電体材料の薄膜が、湿気侵入を防止するために障壁層を作成するために、堆積させられることができる。代替として、誘電体層と光透過性伝導性材料の薄膜との両方が、電気泳動媒体のカプセルの層の上を覆って堆積させられることができる。いくつかの構築では、誘電体層は、光透過性伝導性材料の薄膜が堆積させられる前、カプセル上に堆積させられる。他の構築では、光透過性伝導性材料の薄膜は、誘電体層が堆積させられる前、堆積させられるであろう。スパッタリング、アブレーション、および水蒸気または溶液堆積等の種々の薄膜堆積方法が、これらの材料を堆積させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、堆積は、大気圧力未満、例えば、１００トル以下で行われる。

カプセル化電気泳動ディスプレイは、典型的に、従来的な電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、広い型かつ可撓性の基板上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（用語「印刷」の使用は、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことを意図しており、限定ではないが、パッチダイコーティング、スロットまたは押し出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等の前計量コーティング、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング等のロールコーティング、グラビアコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、および他の類似技術を含む。）故に、結果として生じるディスプレイは、大きく、かつ可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷され得るので、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。

いくつかの電気光学材料は、材料が固体外部表面を有するという意味において固体であるが、材料は、多くの場合、内部液体または気体充填空間を有し得る。固体電気光学材料を使用するそのようなディスプレイは、以降では、便宜上、「固体電気光学ディスプレイ」と称され得る。したがって、用語「固体電気光学ディスプレイ」は、回転二色部材ディスプレイ、カプセル化電気泳動ディスプレイ、マイクロセル電気泳動ディスプレイ、およびカプセル化液晶ディスプレイを含む。

用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備えているディスプレイであり、第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方を示すように、有限持続時間のアドレスパルスを用いて任意の所与の要素が駆動されてから、アドレスパルスが終了した後、表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレスパルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍、その状態が続くようなディスプレイを指すために、本明細書で使用される。米国特許第７，１７０，６７０号では、グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、それらの極端な黒および白状態においてだけではなく、それらの中間グレー状態においても、安定しており、同じことは、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが示されている。このタイプのディスプレイは、適切に、双安定ではなく、「多安定」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定」が、本明細書では、双安定および多安定ディスプレイの両方を対象とするために使用され得る。

長年にわたり集中的な研究および開発の関心の対象である、あるタイプの電気光学ディスプレイは、複数の荷電粒子が電場の影響下で流体を通して移動する粒子ベースの電気泳動ディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したとき、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定性、および低電力消費の属性を有することができる。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期画質に関する問題は、それらの広範な利用を妨げている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降する傾向があり、これらのディスプレイの不十分な使用可能寿命をもたらす。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動および他の電気光学媒体に使用される種々の技術を説明している。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを含み、それらの各々は、それ自体、流体媒体中に電気泳動により移動可能な粒子を含む内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的に、カプセルは、それら自体が、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられる密着した層を形成する。これらの特許および出願に説明される技術は、以下を含む：
（ａ） 電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ） カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ） 電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，８２５，８２９号、第６，９８２，１７８号、第７，２３６，２９２号、第７，４４３，５７１号、第７，５１３，８１３号、第７，５６１，３２４号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６６６号、第７，７２８，８１１号、第７，７２９，０３９号、第７，７９１，７８２号、第７，８３９，５６４号、第７，８４３，６２１号、第７，８４３，６２４号、第８，０３４，２０９号、第８，０６８，２７２号、第８，０７７，３８１号、第８，１７７，９４２号、第８，３９０，３０１号、第８，４８２，８３５号、第８，７８６，９２９号、第８，８３０，５５３号、第８，８５４，７２１号、および第９，０７５，２８０号、および米国特許出願公開第２００９／０１０９５１９号、第２００９／０１６８０６７号、第２０１１／０１６４３０１号、第２０１４／００２７０４４号、第２０１４／０１１５８８４号、および第２０１４／０３４０７３８号参照）
（ｄ） バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、およびディスプレイで使用される方法（例えば、米国特許第Ｄ４８５，２９４号、第６，１２４，８５１号、第６，１３０，７７３号、第６，１７７，９２１号、第６，２３２，９５０号、第６，２５２，５６４号、第６，３１２，３０４号、第６，３１２，９７１号、第６，３７６，８２８号、第６，３９２，７８６号、第６，４１３，７９０号、第６，４２２，６８７号、第６，４４５，３７４号、第６，４８０，１８２号、第６，４９８，１１４号、第６，５０６，４３８号、第６，５１８，９４９号、第６，５２１，４８９号、第６，５３５，１９７号、第６，５４５，２９１号、第６，６３９，５７８号、第６，６５７，７７２号、第６，６６４，９４４号、第６，６８０，７２５号、第６，６８３，３３３号、第６，７２４，５１９号、第６，７５０，４７３号、第６，８１６，１４７号、第６，８１９，４７１号、第６，８２５，０６８号、第６，８３１，７６９号、第６，８４２，１６７号、第６，８４２，２７９号、第６，８４２，６５７号、第６，８６５，０１０号、第６，９６７，６４０号、第６，９８０，１９６号、第７，０１２，７３５号、第７，０３０，４１２号、第７，０７５，７０３号、第７，１０６，２９６号、第７，１１０，１６３号、第７，１１６，３１８号、第７，１４８，１２８号、第７，１６７，１５５号、第７，１７３，７５２号、第７，１７６，８８０号、第７，１９０，００８号、第７，２０６，１１９号、第７，２２３，６７２号、第７，２３０，７５１号、第７，２５６，７６６号、第７，２５９，７４４号、第７，２８０，０９４号、第７，３２７，５１１号、第７，３４９，１４８号、第７，３５２，３５３号、第７，３６５，３９４号、第７，３６５，７３３号、第７，３８２，３６３号、第７，３８８，５７２号、第７，４４２，５８７号、第７，４９２，４９７号、第７，５３５，６２４号、第７，５５１，３４６号、第７，５５４，７１２号、第７，５８３，４２７号、第７，５９８，１７３号、第７，６０５，７９９号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６７４号、第７，６６７，８８６号、第７，６７２，０４０号、第７，６８８，４９７号、第７，７３３，３３５号、第７，７８５，９８８号、第７，８４３，６２６号、第７，８５９，６３７号、第７，８９３，４３５号、第７，８９８，７１７号、第７，９５７，０５３号、第７，９８６，４５０号、第８，００９，３４４号、第８，０２７，０８１号、第８，０４９，９４７号、第８，０７７，１４１号、第８，０８９，４５３号、第８，２０８，１９３号、第８，３７３，２１１号、第８，３８９，３８１号、第８，４９８，０４２号、第８，６１０，９８８号、第８，７２８，２６６号、第８，７５４，８５９号、第８，８３０，５６０号、第８，８９１，１５５号、第８，９８９，８８６号、第９，１５２，００３号、および第９，１５２，００４号、および米国特許出願公開第２００２／００６０３２１号、第２００４／０１０５０３６号、第２００５／０１２２３０６号、第２００５／０１２２５６３号、第２００７／００５２７５７号、第２００７／００９７４８９号、第２００７／０１０９２１９号、第２００９／０１２２３８９号、第２００９／０３１５０４４号、第２０１１／００２６１０１号、第２０１１／０１４０７４４号、第２０１１／０１８７６８３号、第２０１１／０１８７６８９号、第２０１１／０２９２３１９号、第２０１３／０２７８９００号、第２０１４／００７８０２４号、第２０１４／０１３９５０１号、第２０１４／０３００８３７号、第２０１５／０１７１１１２号、第２０１５／０２０５１７８号、第２０１５／０２２６９８６号、第２０１５／０２２７０１８号、第２０１５／０２２８６６６号、および第２０１５／０２６１０５７号、および国際出願公開第ＷＯ００／３８０００号、欧州特許第１，０９９，２０７Ｂ１号および第１，１４５，０７２Ｂ１号参照）
（ｅ） 色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ） ディスプレイを駆動する方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｇ） ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｈ） 米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、第７，４２０，５４９号、第８，３１９，７５９号、および第８，９９４，７０５号、および米国特許出願公開第２０１２／０２９３８５８号に説明されるような非電気泳動ディスプレイ。

前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体内の別々のマイクロカプセルを包囲する壁が、連続相と置換されることができ、したがって、いわゆる高分子分散電気泳動ディスプレイを生産し、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の別々の液滴と、高分子材料の連続相とを備え、そのような高分子分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の別々の液滴が、別々のカプセル膜が各個々の液滴に関連付けられていない場合でも、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのような高分子分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。

電気泳動媒体は、多くの場合、不透明であり（例えば、多くの電気泳動媒体では、粒子がディスプレイを通した可視光の透過を実質的に遮断するので）、反射モードで動作するが、多くの電気泳動ディスプレイは、ある表示状態が、実質的に不透明であって、ある表示状態が、光透過性である、いわゆる「シャッタモード」で動作するように作られることができる。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。電気泳動ディスプレイに類似するが、電場強度の変動に依拠する誘電泳動ディスプレイは、類似モードで動作することができる。米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイも、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイ用の多層構造において有用であり得、そのような構造では、ディスプレイの視認表面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作して、視認表面からより遠くにある第２の層を露出させるか、または隠す。

用語「光透過性」は、そのように指定される層が、その層を通して見ている観察者が、電気光学媒体の表示状態の変化を観察することを可能にするために十分な光を透し、通常、導電性層および隣接する基板（存在する場合）を通して視認されることを意味するために、本特許および本明細書で使用され、電気光学媒体が非可視波長における反射率の変化を示す場合、用語「光透過性」は、当然ながら、関連する非可視波長の透過を指すと解釈されるべきである。

本明細書に説明される方法は、概して、基板をカプセル化電気泳動媒体の層でコーティングすること、続いて、カプセル化電気泳動媒体の層を光透過性伝導性材料の薄い層でコーティングすることに適用可能である。多くの事例では、基板は、実質的に平面的であり、例えば、約１～約２５ミル（２５～６３４μｍ）、好ましくは、約２～約１０ミル（５１～２５４μｍ）の範囲内の厚さを有するポリマーフィルムであろう。基板は、例えば、剥離シートであり得、それは、例えばバックプレーンに電気泳動ディスプレイ材料を積層することに先立って、電気泳動ディスプレイ材料の層から除去されるように設計される。他の実施形態では、基板は、バックプレーン自体であり得、例えば、ピクセル電極を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンであり得る。しかしながら、他の実施形態では、基板は、可撓性であり、例えば、透明導体（酸化インジウムスズ等）でコーティングされたポリマーフィルムであり得、透明導体が損傷される前にある程度撓曲されることが可能である。他の実施形態では、グラフェンまたはカーボンナノチューブ含浸ポリマー等の特殊可撓性透明伝導性材料が、基板として使用されることができる。他の実施形態では、基板は、金属フィルムまたはグラファイト層等の単一の伝導性電極であり得る。他の実施形態では、基板は、実質的に透明であり得、例えば、ガラスであり得る。基板は、フィルムまたは実質的に平面の材料である必要はなく、例えば、基板は、車両の本体の一部等の不規則的表面を有する、物体であり得る。そのような場合、基板は、典型的に、マイクロカプセル層が、基板に対して実質的に平坦に堆積させられ、それによって、光透過性透明導体の薄膜が堆積させられ得る反対輪郭の表面を生産するという点で、局所的に平面的であろう。しかしながら、基板自体は、大域的に非平面的である。マイクロカプセルの非常に小さいスケールにより、局所的に平面の基板は、１センチメートルのみ、例えば、５センチメートルのみ、実質的に平面的でありであり得る。

電気泳動ディスプレイでは、多くの場合、層のスタック内に１つ以上の接着剤層がある。例えば、電気泳動層と電極との間に接着剤層があり得、接着剤のこの層は、最終的なディスプレイの中に残留する。当然ながら、この接着剤層は、ディスプレイの電気光学特性にかなりの影響を及ぼす。必然的に、電極間の電圧降下の一部は、接着剤層内で起こり、したがって、電気泳動層を駆動するために利用可能な電圧を低減させる。接着剤の効果は、より低い温度においてより大きい傾向があり、温度による接着剤の効果のこの変動は、ディスプレイの駆動を複雑にする。接着剤内の電圧降下は、低減させられることができ、ディスプレイの低温動作は、例えば、米国特許第７，０１２，７３５号および第７，１７３，７５２号に説明されるように、ヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウムまたは他の材料で層をドープすることによって、積層接着剤層の伝導度を増加させることによって、改良されることができる。

薄膜上部電極を調製する一般化された方法が、図１に図示される。基板１１０が、提供され、カプセル化電気泳動媒体１２０の層が、例えば、スロットコーティング、浸漬コーティング、塗装、スプレーコーティング等を用いて基板１１０の上に堆積させられる。基板１１０は、可撓性または非可撓性であり得、それは、電極層を含み得、例えば、基板１１０は、ＴＦＴアレイであり得る。代替として、基板は、透明、半透明、または不透明である連続した、または分割された電極層を含み得る。カプセル化電気泳動媒体１２０の層は、例えば、上記の特許に説明されるように、２つ以上のタイプの荷電顔料粒子を備え得る。故に、カプセル化電気泳動媒体１２０の層は、例えば、白色と黒色との間で交互し得る。代替として、カプセル化電気泳動媒体１４０の層は、第１の組の荷電顔料粒子が赤色であり、第２の組の荷電顔料粒子が緑色であり、第３の組の荷電顔料粒子が青色である３つの粒子を備え得る。代替として、カプセル化電気泳動媒体１２０の層は、第１の組の荷電顔料粒子が赤色であり、第２の組の荷電顔料粒子が黒色であり、第３の組の荷電顔料粒子が白色である３つの粒子を備え得る。代替として、カプセル化電気泳動媒体１２０の層は、第１の組の荷電顔料粒子が白色であり、第２の組の荷電顔料粒子がシアン色であり、第３の組の荷電顔料粒子が黄色であり、第４の組の荷電顔料粒子がマゼンタ色である４つの粒子を備え得る。代替として、カプセル化電気泳動媒体１２０の層は、第１の組の荷電顔料粒子が赤色であり、第２の組の荷電顔料粒子が緑色であり、第３の組の荷電顔料粒子が青色であり、第４の組の荷電顔料粒子が黒色である４つの粒子を備え得る。代替として、カプセル化電気泳動媒体１４０の層は、第１の組の荷電顔料粒子が赤色であり、第２の組の荷電顔料粒子が黄色であり、第３の組の荷電顔料粒子が青色であり、第４の組の荷電顔料粒子が黒色である４つの粒子を備え得る。

カプセル化電気泳動材料１２０の層が、基板１１０上にコーティングされ、硬化させられた後、アセンブリは、薄膜堆積のために好適な真空チャンバ内に設置される。背圧が、低減させられた後、堆積デバイス１３０が、光透過性伝導性材料の層１５０を作成するために、すなわち、図１Ｂおよび図１Ｃに示されるように、カプセル化電気泳動材料１２０の層の直接上に光透過性伝導性材料の薄膜１４０を堆積させるために使用される。堆積デバイス１３０は、スパッタリングデバイス、アブレーションデバイス、化学蒸着デバイス、または原子層堆積デバイスであり得る。例えば、種々の薄膜堆積溶液が、Ｖｅｅｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｌａｉｎｖｉｅｗ，ＮＹ）から利用可能である。薄膜堆積プロセスは、典型的に、大気圧力未満、例えば、１００トル未満、例えば、５０トル未満、例えば、１０トル未満、例えば、１トル未満、例えば、１００ｍトル未満で行われる。ある場合、カプセルが破裂することを回避するために、カプセル化電気泳動材料１２０の層上の大気をゆっくりと減少させる必要があり得る。ある場合、例えば、乾燥窒素下、ある時間の上を覆って貯蔵することによって、カプセル化電気泳動材料１２０の層を意図的に脱水する必要があり得る。

光透過性伝導性材料の層１５０が、堆積させられると、光透過性伝導性材料の層１５０を電圧源１８０に接続することが可能であり、それによって、カプセル化電気泳動材料１２０の層を横断して電場を提供し、それによって、図１Ｃに示されるように、電気泳動ディスプレイを作成する。視認者は、カプセル化電気泳動材料１２０の層の状態を見るために、光透過性伝導性材料の層１５０を通して見るであろう。例えば、基板１１０が、グラファイトを用いてコーティングされたスライドガラスであるとき、白色状態は、図１Ｄに示されるように、光学顕微鏡下で複数の円形として見える。電圧源１８０の極性が逆転されると、場は、図１Ｅに示されるように、完全に黒色に見える。

基板１１０が剛体である必要はなく、曲がりがカプセル化電気泳動媒体の層内でカプセルの破裂を生じさせない、または光透過性伝導性材料１５０の層または背後電極材料に破壊させない程度まで可撓性であり得ることを理解されたい。例えば、基板１１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル、または環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）等のクリアポリマーを備え得る。光透過性伝導性材料の層１５０の完全性は、光透過性伝導性材料の層１５０をポリウレタンの層等の障壁層を用いてオーバーコーティングすることによって、補強されることができる。

光透過性伝導性材料の層を含む電気泳動ディスプレイ層を作製する方法が、図２におけるフローチャートによって表される。図３－５に関して明白であるように、図２におけるフローチャートは、例示的であり、他の変形例が、電気泳動ディスプレイ層をより少ないまたはより多い層を用いて作成するために使用されることができる。ステップ２１０から始まり、基板が、提供される。上で議論されるように、基板は、ポリマーを備え得る。しかしながら、金属またはガラス等の他の材料も、好適である。基板は、プロセスが熱形成、鋳造、射出成形、ブロー成形、研磨、エッチング、または切断等のプロセスから始まる前、形成され得る。基板は、より大きい構成要素の一部、例えば、車両の一部または窓等の建物材料であり得る。基板は、伝導性材料を含み得る。基板が、ステップ２１０において提供された後、随意の誘電体層が、ステップ２２０において適用される。誘電体層は、任意の好適な材料を含み得る。ある場合、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマー等の高誘電体材料の薄膜が、好ましい。そのような材料のフィルムは、１μｍ未満の厚さ、例えば、５００ｎｍ未満の厚さ、例えば、２００ｎｍ未満の厚さ、例えば、１００ｎｍ未満の厚さ、例えば、５０ｎｍ未満の厚さ、例えば、２０ｎｍ未満の厚さ、例えば、１０ｎｍ未満の厚さであり得る。例えば、薄膜誘電体層は、１ｎｍ～５００ｎｍの厚さ、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの厚さであり得る。他の誘電体材料は、例えば、薄いポリマーコーティングであり得、それは、蒸着を用いて達成されることができる。

薄膜のための好適なポリマーは、ポリウレタン、ポリイミド、およびポリアクリル酸塩を含む。カプセル層と視認側電極との間の誘電体ポリマー層は、光透過性でなければならず、下方のカプセル層の光学条件を歪ませない屈折率を有する。特に、低伝導性（２５℃において＜５，０００ｐＳ／ｃｍ）および中程度の比誘電率（好ましくは、１．８～１０の範囲内）を伴うポリマー層は、電気泳動媒体と光透過性電極との間の誘電体分離の所望の組み合わせを提供する。典型的に、そのような層は、０．５μｍ未満、好ましくは、３００ｎｍ未満、好ましくは、２００ｎｍ未満、好ましくは、１００ｎｍ未満の厚さを有する。ポリマー層は、ポリテトラフルオロエチレン、例えば、テフロン（登録商標）ＡＦ（ポリ［４，５－ジフルオロ２，２－ビス（トリフルオロメチル）－１，３－ジオキソール－共テトラフルオロエチレン］）等のポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、ポリノルボルネン、シクロオレフィンおよびシクロオレフィンコポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリペルフルオロシクロブタン、ポリベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、およびフッ化炭素から形成され得る。いくつかの実施形態では、誘電体は、参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第７，０１２，７３５号で説明されるもの等、ポリウレタン接着剤、酢酸ビニル接着剤、エポキシ、およびアクリル接着剤等の接着剤としての機能も果たし得る。

ステップ２３０では、結果として生じる構造（基板および随意の誘電体層）は、カプセル化電気泳動媒体の層を用いてコーティングされる。このステップは、スロットコーティング、スプレーコーティング、浸漬コーティング、電着、粉体コーティング、シルクスクリーニング、または刷毛塗り法等のプロセスを使用して、遂行され得る。カプセル化電気泳動媒体は、カプセルとポリウレタン結合剤とのスラリーとして送達され得るか、または、カプセル化電気泳動媒体は、「フリーズドライ」で、すなわち、凍結乾燥後に送達され得る。典型的に、コーティングされた材料は、例えば、熱および／または圧力を用いて、結合剤を固めるように硬化させられるか、または紫外線放射線を用いて放射線硬化させられるであろう。固体電気光学系層は、典型的に、カプセル化電気泳動層であるが、ポリマー分散された電気泳動層または回転２色部材またはエレクトロクロミック層でもあり得る。

カプセル化電気泳動媒体の層がコーティングされた後、コーティングされた基板は、次のステップを実行することに先立って、調整される必要があり得る。ある場合、介在誘電体層が、ステップ２３５に示されるように、カプセル層上に堆積させられるであろう。ステップ２２０に関して以前に議論された誘電体材料のいずれかが、ステップ２３５において使用されることができる。誘電体層の堆積後、または誘電体層が使用されない場合、薄膜導体が、ステップ２４０において堆積させられる。ある場合、アセンブリを薄膜導体を用いてコーティングすることに先立って、例えば、マスキングテープで基板の一部および／またはカプセル化電気泳動媒体の層をマスクで隠すことが有用であり得る。故に、マスクが除去されると、背後導体への妨げのないアクセスが提供され、正面および背面導体の電圧源への容易な結合を可能にする。マスキング層として有用であることが見出されているポリマーフィルムは、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）テープ（ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能なポリイミドテープ）およびＲＰ３０１フィルム（Ｎｉｔｔｏ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．（Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ）から入手可能なアクリルフィルム）を含む。

図１に関して説明されるように、光透過性伝導性材料の薄膜が、ステップ２４０において、カプセル化電気泳動材料の層に適用される。方法は、スパッタリング、アブレーション、または化学蒸着、または溶液堆積を含み得る。材料は、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、カドミウム酸化物、ドープ酸化インジウムスズ、ドープ酸化亜鉛、またはドープカドミウム酸化物等、薄膜を形成し得る任意の好適な光透過性伝導性材料であり得る。光透過性伝導性材料の層が、堆積させられた後、随意の湿気障壁が、ステップ２５０において、光透過性伝導性材料の層上に堆積させられ得る。湿気障壁は、カプセル化電気泳動媒体の性能を低下させるであろう水がカプセル層の中に入ることを防止するであろう。湿気障壁は、ステップ２２０に対して上で説明されるような薄膜誘電体であり得る。湿気障壁は、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、例えば、ＨＤＰＥ、またはＰＥＴ、またはエチレンビニルアルコール等の低水蒸気透過速度（ＷＶＴＲ）ポリマーでもあり得る。湿気障壁は、実質的に光透過性であるべきである。湿気障壁は、１ｎｍ（薄膜）～２０μｍ（コーティングされたポリマーフィルム）の厚さの範囲内であり得る。例えば、薄い湿気障壁材料が、１μｍ未満の厚さ、例えば、５００ｎｍ未満の厚さ、例えば、２００ｎｍ未満の厚さ、例えば、１００ｎｍ未満の厚さ、例えば、５０ｎｍ未満の厚さであり得る。例えば、薄膜誘電体層は、１ｎｍ～５００ｎｍの厚さ、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの厚さであり得る。図２におけるフローチャートで説明されないが、薄膜湿気障壁が、図５Ｃに示されるように、光透過性伝導性材料の薄膜の堆積前、図５Ｂに示されるように、カプセル化電気泳動媒体の層の直接上に堆積させられ得ることも、想定される。

最後、随意の湿気障壁が、適用された後、随意の平坦化層が、ステップ２６０において、堆積させられ得る。平坦化層は、図３Ｄ、４Ｄ、および５Ｅにおいて、最良に視認される。平坦化層は、コーティングステップから生じる表面形態を「平らにし」、上部基板、例えば、保護シート、例えば、ＵＶフィルタ層、またはいくつかの他のシール層とより均一な接合を確実にする。すなわち、組成物は、不規則的表面の上を覆って分散され、薄く、平滑である接着剤層を作成するために硬化させられ得、不規則的表面と組成物との間に残された空隙は、実質的にない。平坦化層は、ポリエステル、ウレタン、またはアクリルを備え得、ドーパント、架橋剤、および／または接着促進剤を備え得る。いくつかの実施形態では、平坦化層は、２５μｍ未満厚、すなわち、１０μｍ未満厚、すなわち、５μｍ未満厚、すなわち、３μｍ未満厚であり得る。平坦化層は、１０^１０オーム・ｃｍ未満、すなわち、約１０^９オーム・ｃｍの全体的体積抵抗率を有し得る。

種々の実施形態と、これらの実施形態の層毎の構築とが、図３Ａ－５Ｆにおいて見られ得る。着目すべきこととして、層および特徴は、正確な縮尺で描かれていない。例えば、マイクロカプセル３２０は、典型的に、約３０～５０μｍである一方、光透過性伝導性材料３３０は、約５０～２００ｎｍである。単純電気泳動層の構築は、図３Ａ－３Ｅに示される。図３Ａでは、接着剤を用いた金属化剥離のシートであり得る単純基板３１０が、炭化水素溶媒中に電気泳動粒子３２５を伴うマイクロカプセル３２０を含むスラリーを用いてコーティングされる。図３Ｂでは、マイクロカプセル３２０の層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の光透過性伝導性材料３３０を用いてコーティングされる。続いて、障壁層３４０が、図３Ｃにおいて、湿気侵入を管理するために、光透過性伝導性材料３３０に適用される。障壁層３４０は、例えば、ポリエチレン、またはいくつかの他の誘電体であり得る。次に、図３Ｄでは、ポリウレタン平坦化層３５０が、障壁層３４０に適用される。保護シート３６０が、最後に、電気泳動ディスプレイ層を完成させるために、スタックに適用される。完成後、基板３１０は、除去され、スタックの残りは、電極構造、例えば、ピクセル電極のアクティブマトリクスに積層され得る。

代替として、単純電気泳動ディスプレイが、図４Ａ－図４Ｅに示されるように、作成されることができる。図４Ａでは、基板４１０は、底部電極層４１２および誘電体層４１５を用いて、コーティングされている。完成した基板／電極／誘電体は、より大きい物体の一部であり得るか、または、アクティブマトリクスバックプレーンまたは分割されたバックプレーンであり得る。前述のように、基板４１０は、炭化水素溶媒中に電気泳動粒子４２５を伴うマイクロカプセル４２０を含むスラリーを用いてコーティングされる。図４Ａにおいて、層内のマイクロカプセル４２０のうちのいくつかの間に間隙が存在することは、注目に値する。これらの間隙の結果として、マイクロカプセル４２０が、ＩＴＯ等の光透過性伝導性材料４３０を用いてコーティングされると、ＩＴＯのうちのいくつかは、底部電極４１２への電気的短絡を作成し得るが、そのような短絡は、誘電体層４１５によって防止される。例えば、図４Ｂにおける、囲まれたエリア４０５を参照されたい。光透過性伝導性材料４３０の適用に続いて、障壁層４４０が、図３Ｃにおいて、光透過性伝導性材料４３０に適用される。次に、図４Ｄにおいて、ポリウレタン平坦化層４５０が、障壁層４４０に適用される。保護シート４６０が、最後に、電気泳動ディスプレイを完成させるためにスタックに適用される。そのようなディスプレイは、電極間に接着剤層がないことに起因して局所的電場が実際にはかなり強いので、所与の駆動電圧に関する改良されたコントラスト比を提示する。

さらに別の実施形態では、図５Ｂに示されるように、光透過性伝導性材料５３０が、湿気障壁を提供するために、かつ、図５Ｃに示されるように誘電体層５２８が湿気障壁の上部の上を覆って堆積させられたときの短絡を防止するために、マイクロカプセル５２０上に形成されることができる。加えて、例で議論されているように、介在誘電体層が、キックバックを低減させることによって、ディスプレイの全体的光学性能を改良する。図３Ａ－３Ｅおよび図４Ａ－４Ｅと同様、図５Ａ－５Ｆにおいても、積み重ねは、基板５１０、マイクロカプセル５２０、電気泳動顔料５２５、光透過性伝導性材料５３０、障壁層５４０、平坦化層５５０、および保護シート５６０を含み得る。

（スプレーコーティングプロセス）

すでに述べられたように、本発明はまた、基板上に電気泳動媒体のカプセルを噴霧することによって構築され得る。このプロセスは、液体中にカプセルの分散を形成することと、第１のオリフィスを通して分散を給送することと、第１のオリフィスを包囲する第２の環状オリフィスを通して、ガスの連続流を給送し、それによって、カプセルの噴霧を形成することとを含む。このスプレーコーティングプロセスは、スプレーコーティングが噴霧されている液体中のレオロジー修飾剤の使用を通常要求しないというスロットコーティングと比べた利点を有し、それによって、最終的なコーティングが、レオロジー修飾剤を含まず、故に、そのようなレオロジー修飾剤がスロットコーティングされた電気泳動媒体の特性に及ぼし得る影響を含まない。典型的に、スプレーコーティングでは、最終製品で実際に必要とされる添加物のみが、噴霧されている液体に添加される必要がある。

図６は、本発明のスプレーコーティングプロセスで使用され得る単純スプレーコーティングノズル（概して、６００と指定される）を通した概略的断面図である。
ノズル６００は、中心軸方向ボア６０４を有している実質的に円筒形の本体６０２を備え、液体（図示せず）中に分散された電気泳動カプセル（同様に図示せず）は、中心軸方向ボア６０４を通して圧送される。中心ボア６０４は、空気の連続流が押し進められる環状ボア６０６によって包囲されている。中心ボア６０４の下端は、オリフィス６０８の中で終端し、環状ボア６０６の下端が、オリフィス６０８を包囲する環状オリフィス６１０の中で終端する。円筒形バッフル６１２が、環状オリフィス６１０を包囲する。バッフル６１２によって抑止される環状オリフィス６１０を通した空気流は、オリフィス６０８を通過するカプセルの分散に噴霧または噴射６１４を形成させる。

ノズル６００はまた、数が６または８であり得る成形空気ボア６１６も提供される。図６に示されるように、ボア６１６が通過するノズル６００の周辺部分は、オリフィス６０８および６１０およびバッフル６１２の下方で下向きに延び、ボア６１６の下側部分は、直接下向きかつ内向きである。成形空気は、ボア６１６を通して連続的に押し進められ、それによって、成形空気は、噴射６１４に衝突し、それによって、噴射に広い噴霧６１８に広がらせ、それは、ノズル６００の下方に配置される基板６２０に衝突する。

カプセルコーティングの品質は、それらの再現性粒度、平均コーティング重量、一様性、および欠陥密度の観点から査定され；欠陥密度は、標準ディスプレイ構造において単位ディスプレイ面積あたりの非切り替えカプセルの数によって定量化される。標準ディスプレイ構造は、この目的のために、正面基板を支えているバックプレーンとして画定され、順に、積層接着剤の２５μｍ層、２０μｍカプセル層、および２５μｍポリエチレンテレフタレートフィルム上にＩＴＯ層を備えている。好ましくは、カプセル分散出口断面に対する噴霧化空気出口断面の比は、約８．５以下、好ましくは、約５．０～約７．０である。カプセル分散オリフィス直径は、好ましくは、約１．０～１．４０ｍｍの範囲内である。カプセル分散は、好ましくは、約３８．０～約４０．５重量パーセントの重量分率でカプセルを含み得、この分散は、随意に、最大約４．０重量パーセントの濃度における１－ブタノールと、最大約０．０４重量パーセントの濃度におけるＸ－１００等の界面活性剤とを含み得る。

広範囲のカプセル分散送給率および噴霧化空気送給率が、本発明のスプレーコーティングプロセスで使用されることができる。典型的に、カプセル分散送給率Ｍ_Ｆは、約３０ｇ／分以上かつ約７０ｇ／分以下であり、最適条件は、主に、噴霧化ゾーン内の適切な滞留時間に基づいて決定され、噴霧化ゾーンは、第１のオリフィスから出現するカプセル分散カラムが、壊れて流体のシートになり、それが、間膜、最終的に、液滴になる領域である。望ましくは、液滴サイズ分布は、液滴あたりの平均カプセル数が約５．０未満であり、標準偏差が液滴あたり約３．０個のカプセルであるようなものである。噴霧化空気給送率は、第２のオリフィスにおいて測定される、臨界空気速度ｖ^＊に基づいて設定され、典型的に、約１００ｍ／秒である。好ましいプロセスでは、約１５０～２００ｇ／分の合計空気送給率Ｍ_Ａ（噴霧化空気および成形空気を含む）が、成形空気がない場合に採用され、成形空気を用いると最大３００ｇ／分である。

噴霧カプセルコーティングの品質および均一性が基板の前処理およびカプセル分散に添加される添加物による影響を強く受け得ることも見出されている。有用な前処理および添加物は、限定ではないが、以下を含む。
１） Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標） Ｘ－１００、ブタノール等の界面活性剤を組み込み、基板表面の湿潤を向上させるカプセル分散
２） Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標） Ｘ－１００、１－ブタノール、および洗剤構造を保有するその他等の界面活性剤、随意に、ポリウレタンラテックスを組み込むサブ層を用いた基板表面の事前コーティング
３） 大気プラズマまたはコロナ放電処理で基板を事前処理すること
４） カプセル分散は、ポリマー結合剤、例えば、ポリウレタンラテックスを含み得る。

すでに述べられたように、本発明のスプレーコーティングプロセスは、マスキング材料の除去後に、マスキング材料が存在しなかった基板のそれらの部分上のみにカプセルが残留するように、基板の一部を覆うマスキング材料の使用を含み得る。基板の一部を覆うために使用されるマスキング材料は、多孔質であるべきではないか、または、少なくとも基板のマスキングされたエリア上へのカプセル堆積が起こらないことを確実にするために十分に低い多孔性を有するべきである。マスキング材料は、カプセルが分散された液体（通常は水性である）をあまり吸収するべきではなく、基板のマスキングされていない領域からマスキングされたエリアの中へのマスキング材料の下でのカプセルの横ドリフトが起こらないように、基板の表面に十分に近く設置されるべきである。カプセルが基板上に堆積させられた後、カプセルは、マスキング材料が依然として定位置にある状態で乾燥させられ得るか（または、例えば、放射線への暴露によって、密着した層を形成するように別様に処理される）、または、マスキング材料が、最初に除去され得、次いで、カプセルが、乾燥または別様に処理され得る。いずれの場合も、マスキング材料およびカプセル分散の物理的特性は、マスキング材料の除去中、カプセルが基板の前もってマスキングされたエリアの中に引きずり込まれることも、（例えば、カプセルの密着した乾燥層の不規則な断裂によって）カプセルがマスキングされていないエリアから除去されることもないように、選定されるべきである。

マスキングフィルムは、カプセルが堆積させられるべき表面上に事前される接着剤と、噴霧にさらされる剥離フィルムとを備え得る。カプセル堆積後、剥離フィルムが、除去され、その後、追加の処理が続く。結果として生じた噴霧印刷フィルムは、透明または不透明のいずれかであり得るバックプレーンに積層され得る。
（実施例）

（実施例１）

カプセル化電気泳動媒体の層が、図４Ａに図示されるように、ＰＥＴ－ＩＴＯ基板上に黒色および白色荷電電気泳動媒体のコラーゲン／アカシアカプセルのポリウレタンスラリーをスロットダイコーティングすることによって、生産された。カプセル化プロセスのさらなる詳細、スラリー形成、およびスロットコーティングプロセスは、米国特許第６，９８２，１７８号に見出されることができる。コーティングに先立って、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）テープが、基板の縁をマスクするために使用され、それによって、プロセスの完了時に容易な電気接続を可能にする。結合剤を熱を用いて硬化後、１００ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のコンフォーマルコーティングが、高周波スパッタリング（Ｓｅｍｉｃｏｒｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ，ＣＡ）を使用して、カプセルの単層上に堆積させられた。スパッタリングプロセス中、カプセル化電気泳動媒体の層が、１，５００秒の上を覆って、８ｍトルの真空にさらされた。

電気泳動ディスプレイが、図１Ｃと同様に、スパッタリングされたＩＴＯ電極と基板上のＩＴＯとの間に電位を提供することによって、作成された。スパッタリングされたＩＴＯ側から視認するとき、＋３０Ｖで駆動されると、白色状態は、８１±１Ｌ^＊を測定し、暗状態は、４５±１Ｌ^＊を測定した。暗状態および白色状態は、ＩＴＯをマイクロカプセル表面上に堆積させることによって形成されるファセットからの光の散乱に起因する可能性が高い艶出し仕上げを示した。

単純ＰＥＴ－ＩＴＯカプセルＩＴＯスタックの白色および暗状態が、非常に良好であるが、自己消去（キックバックとして知られる）の量が、図７に示されるように、かなりであることが見出された。特に、白色状態への持続した駆動後、黒色状態への逆転時のキックバックは、約１５Ｌ^＊であり、それは、視認者に非常に顕著であり、典型的に、商業用用途には容認できない（図７における破線円形参照）。キックバックは、より高い温度ではより小さいことが観察されたが、キックバックの全体的量は、依然として、非常に高い。

（実施例２）

第２のサンプルが、実施例１におけるように調製されたが、加えて、スパッタリングされた１００ｎｍＩＴＯ上のポリウレタン平坦化層が含まれ、艶のないＰＥＴのフィルムが、追加の保護のために平坦化層の上部上に積層された。第２のサンプルの白色状態は、殆ど同一のままである一方、暗状態は、３６％～２９Ｌ^＊低減させられた。

平坦化層および艶のないＰＥＴフィルムを伴う改良された暗状態は、測定技法のアーチファクトであった可能性が高い。スパッタリングされたＩＴＯが非常に平滑であるので、電気泳動媒体が暗状態に駆動されたときでも、それは、良好な量の入射光を反射する。艶のないＰＥＴ上部保護シートが、典型的に、大部分の電気泳動ディスプレイに関するように、追加されると、後方反射は、殆どなく、測定された暗状態は、Ｌ^＊において減少した。

（実施例３）

実施例１に別の変形例が、作成され、それは、スロットコーティングされたマイクロカプセルの直接上にＲＦスパッタリングを介して堆積させられた薄い（１０ｎｍ厚）層のＳｉＯ_２ｄが含み、次に、高周波スパッタリングを使用して堆積させられた１００ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）も続く。結果として生じるアセンブリは、上で説明される図５Ｃに類似する。

介在誘電体層を追加することは、図８に示されるように、特に、より高い温度で、測定されたキックバックを大幅に改良した。キックバックは、光学自己消去として現れ；電気光学系ディスプレイが、駆動パルスの印加によって、ある極限光学状態から対向極限光学状態に駆動され、次いで、短時間、電気光学系媒体に印加される電場がない状態のままにされると、電気光学系媒体は、それが駆動されたその極限光学状態に向かって戻るように緩和する。例えば、図７を参照されたい。着目すべきこととして、図８に示されるように、キックバックは、マイクロカプセルと伝導性ＩＴＯ層との間のかなり薄い誘電体層の存在下、約半分の大きさであった。

観察されるキックバックを減少させることに加え、ＩＴＯが、カプセルの直接上にスパッタリングされたときに対して、介在ＳｉＯ_２層をほんのわずかに追加することが、カプセルの直接上にスパッタリングされたＩＴＯを有するスタックと比較して、白色と黒色状態との間の総コントラスト（ΔＬ^＊）を抑制することが見出された。図９に示されるように、カプセル誘電体ＩＴＯスタックに関する、白色と黒色状態との間の総コントラストが、動作温度範囲にわたって、減少したキックバックを伴って比較的に平坦であり、特に良好な性能は、０℃～３５℃、すなわち、典型的屋外動作条件であった。したがって、カプセル層と上部スパッタリングされた導体との間に薄い誘電体層を追加することは、全体的電気泳動媒体性能を屋外看板のために好適な領域にもたらし得ると考えられる。

（実施例４）

非常に薄い（約２５μｍ）電子リーダスタックが、カプセル噴霧とＩＴＯスパッタリングを組み合わせることによって、作成された。図１０Ａ－Ｃに示されるように、１，４４８×１，０７２電極と、基板に接合された画像コントローラ（Ｉｎｎｏｌｕｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）とを含む標準的６インチ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板７１０が、イソプロパノールを用いて洗浄され、乾燥させられた。反対の荷電黒色および白色顔料を含む電気泳動ディスプレイカプセル７２０の単層が、上で説明される技法を使用して、バックプレーンのピクセル電極の直接上に噴霧された。次に、約１００ｎｍのＩＴＯ７４０が、上部透明電極７５０を作成するために、低減させられた周囲圧力において噴霧されるカプセルの直接上に堆積させられた。上部平面接続（Ｔ．Ｐ．Ｃ．）が、次いで、薄い銀ワイヤ７８０を用いて、基板７１０上の上部平面駆動電極と上部透明電極７５０との間に形付けられ、それによって、ドライバチップが上部透明電極７５０のための基準電圧を有することを可能にする。撓曲コネクタ（図１０Ａ－１０Ｃに示されない）が、バックプレーンと商業用電子リーダコントローラ（Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）との間の界面に提供される。追加のコーティングを用いずに、かつ駆動電子機器への修正なしで、組み立てられたディスプレイは、鮮明なテキストを表示し、楽々とページ間を切り替えることが可能であった。（キックバックは、しかしながら、各ページをめくる状態で顕著である。）結果として生じるディスプレイは、上部透明電極７５０の電気完全性を減少させるＩＴＯ層の乾燥および後続クラッキングに起因して、カプセル層の縮小に起因する可能性が高い非切り替えのエリアを示す前、数週間の上を覆って、機能した。

したがって、本明細書に説明されるように、標準的カプセル化電気泳動媒体の電気光学系性能は、光透過性伝導性材料の薄膜を用いてカプセルを直接コーティングすることによって改良されることが、明白である。加えて、例えば、スプレーコーティングまたは浸漬コーティングを用いて、カプセルが適用される場合、電気泳動ディスプレイの構築を完了するために、積層機器を使用することは不必要である。さらに、そのような技法は、薄いクリア電極層が、表面に均一に適用され得ることを前提として、複雑な形状を伴う電気泳動ディスプレイを作成するために使用されることができる。

多数の変更および修正が、本発明の範囲から逸脱することなく、上で説明される本発明の具体的実施形態に行なわれ得ることが、当業者に明白となるであろう。故に、前述の説明の全体は、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。

Claims (26)

1. 電気泳動ディスプレイ層であって、前記電気泳動ディスプレイ層は、
   第１の基板と、
   電気泳動媒体を備えているカプセルの層であって、前記カプセルの層は、平坦側と輪郭側とを有する、カプセルの層と、
   前記複数のカプセルの前記輪郭側と直接接触している光透過性伝導性材料の層と、
   誘電体材料または低水蒸気透過速度ポリマーを備えている湿気障壁層と
   を備え、
   前記カプセルの層は、前記第１の基板と前記光透過性伝導性材料の層との間に配置されており、前記湿気障壁層は、前記光透過性伝導性材料の層上に堆積させられている、電気泳動ディスプレイ層。
2. 電気泳動ディスプレイ層であって、前記電気泳動ディスプレイ層は、
   第１の基板と、
   電気泳動媒体を備えているカプセルの層であって、前記カプセルの層は、平坦側と輪郭側とを有する、カプセルの層と、
   前記複数のカプセルの前記輪郭側と直接接触している蒸着誘電体材料の第１の層であって、前記カプセルの層は、前記第１の基板と前記誘電体材料の第１の層との間に配置されている、第１の層と、
   前記蒸着誘電体材料の第１の層と直接接触している光透過性伝導性材料の層と、
   誘電体材料または低水蒸気透過速度ポリマーを備えている湿気障壁層であって、前記湿気障壁層は、前記光透過性伝導性材料の層上に堆積させられている、湿気障壁層と
   を備えている、電気泳動ディスプレイ層。
3. 前記電気泳動媒体は、印加される電場に応答して前記カプセル内を移動する少なくとも１つのタイプの荷電粒子を備えている、請求項１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
4. 前記カプセルの層は、ポリウレタン結合剤を前記カプセルの層内のカプセルの少なくともいくつかの間に加えて備えている、請求項１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
5. 前記第１の基板は、剥離シートである、請求項１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
6. 前記第１の基板と前記カプセルの層との間の接着剤層をさらに備えている、請求項５に記載の電気泳動ディスプレイ層。
7. 前記湿気障壁層上に配置された平坦化層をさらに備えている、請求項１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
8. 前記平坦化層上に配置された第２の基板をさらに備え、それによって、前記平坦化層は、前記湿気障壁層と前記第２の基板との間に配置されている、請求項７に記載の電気泳動ディスプレイ層。
9. 前記第２の基板は、実質的に平面的である、請求項８に記載の電気泳動ディスプレイ層。
10. 前記蒸着誘電体材料の第１の層は、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマーを備えている、請求項２に記載の電気泳動ディスプレイ層。
11. 請求項１または２に記載の電気泳動ディスプレイ層を備えている電気泳動ディスプレイであって、伝導性材料の第２の層が、前記第１の基板と前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層との間に配置されている、電気泳動ディスプレイ。
12. 前記伝導性材料の第２の層と前記カプセルの層との間に配置された誘電体材料の第２の層をさらに備えている、請求項１１に記載の電気泳動ディスプレイ。
13. 前記誘電体材料の第２の層は、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマーを備えている、請求項１２に記載の電気泳動ディスプレイ。
14. 前記光透過性伝導性材料は、酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛を備えている、請求項１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
15. 前記第１の基板は、実質的に平面的である、請求項１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
16. 前記第１の基板は、大域的に非平面的であるが、局所的に平面的である、請求項１１に記載の電気泳動ディスプレイ層。
17. 電気泳動ディスプレイ層を作製する方法であって、前記方法は、
    第１の基板を提供することと、
    電気泳動媒体を備えているカプセルの層を前記第１の基板上に堆積させ、それによって、前記カプセルの層の前記第１の基板と反対の側に前記カプセルの層の輪郭表面を作成することと、
    光透過性伝導性材料の層を前記カプセルの層の前記輪郭表面上に堆積させることと、
    誘電体材料または低水蒸気透過速度ポリマーを備えている湿気障壁層を、前記光透過性伝導性材料の層上に堆積させることと
    を含む、方法。
18. 前記光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３３パスカル（１トル）未満の真空圧で起こる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記光透過性伝導性材料の層を堆積させることは、１３パスカル（１００ｍトル）未満の真空圧で起こる、請求項１８に記載の方法。
20. 堆積させることは、化学蒸着プロセスを用いて行われる、請求項１８に記載の方法。
21. 酸化インジウムスズまたは酸化亜鉛が、前記光透過性伝導性材料の層として堆積させられる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層を堆積させることに先立って、第１の誘電体層を前記第１の基板上に堆積させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
23. 前記第１の誘電体層は、Ｓｉ_３Ｎ _４ 、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨＦＯ_２、ＺｒＯ_２、またはポリマーを備えている、請求項２２に記載の方法。
24. 第２の誘電体層の上を覆って、前記カプセルの層の前記輪郭表面上に前記光透過性伝導性材料の層を堆積させることに先立って、前記電気泳動媒体を備えているカプセルの層の前記輪郭表面上に前記第２の誘電体層を蒸着させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
25. 前記第１の基板は、実質的に平面的である、請求項１７に記載の方法。
26. 前記第１の基板は、大域的に非平面的であるが、局所的に平面的である、請求項１７に記載の方法。
    

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