Cette thèse s’intéresse principalement à la réalisation de nouvelles encres électrophorétiques pour les applications de type papier électronique couleur. Une méthode simple et peu contraignante basée sur la polymérisation en dispersion a été développée, permettant de réaliser de manière contrôlée et en milieu peu polaire des particules de polymère chargeables positivement ou négativement. Puis, grâce à ce nouvel outil, des particules électrophorétiques hybrides ont été synthétisées à partir de pigments inorganiques et caractérisées sous champ électrique. Enfin une nouvelle solution pour aller vers des dispositifs couleur a été proposée et la fabrication d’un démonstrateur test a été abordée. / The effective sharing of information is a key parameter in our actual society. Electronic paper based on the controlled motion of electrophoretic particles appears thus promising since it combines the advantages of the usual paper (flexibility, reflective display) and the capacity to refresh information on the same support like the more common LCD or OLED technologies. Electrophoretic inks are composed of coloured charged particles which migrate under an electrical field between two electrodes. Depending of the position of the particles on the front plane, the colour on the screen can be tuned. The design of electrophoretic particles based on pigment or dyed polymer and their integration in electronic devices were successfully achieved during the last decade but are still limited to a two colour-electrophoretic system. Up to date the majority of these particles were synthesized in aqueous media and the electrophoretic mobility was achieved by a ionic stabilizer or by a polyelectrolyte surfactant. Moreover the final electrophoretic particles incorporated in the electronic devices have to be dispersed in an organic media (paraffin oil) in order to achieve the desired stability of the display and thus leads to a large variety of problems during the phase exchange process.In this work our goals were to rationalize and improve the ink synthesis as well as to design electrophoretic inks with the full colour panel in order to realize the next generation of electrophoretic displays. We performed the particle synthesis by using an organic dispersion technique in aliphatic hydrocarbon solvents leading to chargeable electrophoretic particles with a good size control over a large range (from 75nm to 20µm) and a good stability. In order to obtain the full color panel, the encapsulation of several inorganic pigments was achieved by using the same technique and the electrophoretic behaviour of the resulting inks was characterized in a cell specially designed for electrophoretic measurements in organic media.

Au cours de ces travaux de thèse, la synthèse et le comportement électrophorétiquede particules hybrides dispersées en présence d'un nouveau contrôleur de charge, latridodécylamine, en milieu électrophorétique (non-polaire), ont été étudiés pour des applicationsde type papier électronique. Dans le but de contrôler et comprendre les interactions présentesdans ce système, la tridodécylamine a tout d'abord été examinée seule dans le milieu souhaité.Il a été observé que ce tensioactif, solubilisé dans un milieu type huile paraffine, a uneconcentration micellaire critique approximative de 250 mM et apporte des charges dans lemilieu. Ensuite, la synthèse par polymérisation en dispersion ou par voie sol gel a permisd'obtenir des particules inorganiques, polymères ou hybrides type framboise, stables en milieunon-polaire. Leur comportement électrophorétique en présence du nouveau contrôleur decharge a été élucidé. En outre, il a été montré que des interactions acido-basiques avec lesgroupements hydroxyles des pigments inorganiques et le tensioactif donnent des particuleshybrides chargées négativement. Celles-ci ont par la suite été intégrées dans une encreélectrophorétique et testées dans un dispositif prototype innovant, le contrôle del'électrophorèse étant géré via un polymère ferroélectrique. / In this work, the synthesis and the electrophoretic behavior of hybrid particlesdispersed in apolar media, in the presence of a new charge control agent, the tridodecylamine,have been investigated for electronic paper applications. In order to control and to understandinteractions present in the system, the tridodecyamine was studied in the apolar medium. It hasbeen observed that this surfactant, solubilized in a non-polar medium, has a critical micelleconcentration of approximately 250mM and creates charges in the medium. Then, the synthesisby polymerisation in dispersion or by using a sol-gel process gave rise to the creation ofinorganic, polymeric or raspberry type hybrid particles, stable in non-polar media. Theirelectrophoretic behavior in the presence of tridodecylamine was elucidated. Acid-baseinteractions between hydroxyl groups from inorganic material surfaces and surfactant led to thecreation of negatively charged hybrid particles. These particles were integrated into anelectrophoretic ink and tested into an innovative electrophoretic device where theelectrophoresis is monitored via a ferroelectric polymer.