【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年2月7日(2005.2.7)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の基板が透明であり、互いに対向して離間された２つの基板と、
前記２つの基板間の空間内に電界を確立するように位置決めされた電極と、
前記基板間に配置された１つまたは複数のスペーサ要素であって、装置を組み立てる際に基板間に導入されるスペーサ要素と、
前記２つの基板間の空間の少なくとも一部分を満たす電気光学材料と、
前記基板間の空間の少なくとも一部分を満たす高分子材料であって、スペーサ要素に液体の形で塗布された液体プレポリマー材料を含み、スペーサ要素が前記基板間の適所に位置された後で現場重合される高分子材料とを含む液晶表示装置。
【請求項２】
少なくとも一方の基板が透明であり、互いに対向する２つの基板間に、スペーサ要素を導入する段階と、
前記基板間にスペーサ要素を導入する前または後に、１つまたは複数のスペーサ要素の外側面に液体プレポリマー材料を塗布する段階と、
前記２つの基板間の空間に電界を確立するように電極を位置決めする段階と、
前記２つの基板間の空間の少なくとも一部分を電気光学材料で満たす段階と、
前記基板間の空間の少なくとも一部分を満たす固体高分子材料を形成するように液体プレポリマー材料を現場重合させる段階と、
を含む液晶表示装置を製造する方法。
【請求項３】
高分子材料が、スペーサ要素の近くにある請求項１または２に記載の主題。
【請求項４】
液体プレポリマー材料が、スペーサ要素を基板間に導入する前にスペーサ要素に塗布される請求項１または２に記載の主題。
【請求項５】
液体プレポリマー材料が、スペーサ要素を基板間に導入した後でスペーサ要素に塗布される請求項１または２に記載の主題。
【請求項６】
液体プレポリマー材料が、スペーサ要素の少なくともいくつかを取り囲む折りたたみ式シェルに包まれた請求項３に記載の主題。
【請求項７】
液体プレポリマー材料が、モノマー、オリゴマー、抑制剤、定着剤、重合開始または促進（ＰＩＥ）材料のうちの１つまたは複数を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項８】
液体プレポリマー材料が、２，０００，０００センチポアズ以下の粘度を有する請求項１または２に記載の主題。
【請求項９】
重合開始または促進（ＰＩＥ）材料を液体プレポリマー材料と接触させる請求項１または２に記載の主題。
【請求項１０】
ＰＩＥ材料を、スペーサ要素に塗布された液体プレポリマー材料と混合する方法、スペーサ要素上またはスペーサ要素内に支持する方法、および電気光学材料中に溶解させるか浮遊させる方法のうちの１つの方法で液体プレポリマー材料と接触させる請求項９に記載の主題。
【請求項１１】
液体プレポリマー材料とＰＩＥ材料が両方とも、スペーサ要素の少なくともいくつかを取り囲む折りたたみ式シェルに包まれた請求項１０に記載の主題。
【請求項１２】
前記現場重合が、光の印加によって重合を開始することを含む請求項９に記載の主題。
【請求項１３】
液体プレポリマー材料が熱硬化性材料であり、現場重合が熱の印加を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項１４】
高分子材料が、２つの基板間に延在する高分子支持体を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項１５】
高分子材料が、２つの基板間に延在しない高分子部材を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項１６】
基板間にプレポリマー材料のない追加スペーサ要素が導入された請求項１または２に記載の主題。
【請求項１７】
スペーサ要素が、多数のほぼ球形または円筒形要素を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項１８】
スペーサ要素が、ガラスを含む請求項１７に記載の主題。
【請求項１９】
ガラスが、エッチングされる請求項１８に記載の主題。
【請求項２０】
スペーサ要素が、プラスチックを含む請求項１７に記載の主題。
【請求項２１】
プラスチックが、多孔質である請求項２０に記載の主題。
【請求項２２】
スペーサ要素が、ナノ多孔質（nanoporous）、メソ多孔質（mesoporous）、またはマイクロ多孔質（microporous）である粒子を含む請求項２１に記載の主題。
【請求項２３】
スペーサ要素が、基板間の空間内にランダムに配置された請求項１７に記載の主題。
【請求項２４】
スペーサ要素が、概ね基板間の空間よりも小さい直径の多数の要素を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項２５】
スペーサ要素が、基板間の空間を横切ってランダムに位置決めされた多数の要素を含む請求項２４に記載の主題。
【請求項２６】
スペーサ要素が、ほぼ基板と接していない請求項２４に記載の主題。
【請求項２７】
スペーサ要素が、１つの基板だけと接している請求項２４に記載の主題。
【請求項２８】
スペーサ要素が、格子網目構造（lattice network structure）を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項２９】
格子網目構造が、二次元である請求項２８に記載の主題。
【請求項３０】
格子網目構造が、三次元である請求項１８に記載の主題。
【請求項３１】
スペーサ要素が、サイズと形状が不均一である請求項１または２に記載の主題。
【請求項３２】
スペーサ要素が、凹凸面を有する請求項１または２に記載の主題。
【請求項３３】
ほとんどのスペーサ要素が、重合前に基板間の空間内で自由に動き回ることができる請求項１または２に記載の主題。
【請求項３４】
多孔質膜が、スペーサ要素として働く請求項１または２に記載の主題。
【請求項３５】
多孔質膜が、伸長可能な多孔質膜である請求項３４に記載の主題。
【請求項３６】
スペーサ要素が、基板の非画像領域内にある請求項１または２に記載の主題。
【請求項３７】
スペーサ要素が、基板の周囲に沿って配置され、基板間の空間を封止する１つまたは複数の封止部材として働く請求項３６に記載の主題。
【請求項３８】
スペーサ要素が、画素間領域に配置された請求項３６に記載の主題。
【請求項３９】
プレポリマーが、現場重合の際に収縮する請求項１または２に記載の主題。
【請求項４０】
高分子支持体の大部分が、２つの基板のそれぞれに結合された請求項１４に記載の主題。
【請求項４１】
高分子支持体が、互いに相互接続されておらず主に離れてる請求項１４に記載の主題。
【請求項４２】
高分子の１つまたは複数の相互接続領域が、高分子支持体の大部分を相互接続する請求項１４に記載の主題。
【請求項４３】
相互接続領域のうちの１つが、基板のうちの１つの基板と隣り合った高分子層を含む請求項４２に記載の主題。
【請求項４４】
スペーサ要素が、電気光学材料の塗布前に基板上に乾式噴霧される請求項１または２に記載の材料。
【請求項４５】
スペーサ要素が、基板上に湿式噴霧される請求項１または２に記載の主題。
【請求項４６】
湿式噴霧に使用される溶剤が、溶液または懸濁液中にプレポリマー材料を含む請求項４６に記載の主題。
【請求項４７】
ＰＩＥ材料が、現場重合プロセスの開始剤と促進剤の一方または両方を含む請求項９に記載の主題。
【請求項４８】
ＰＩＥ材料が、光活性化された請求項４７に記載の主題。
【請求項４９】
ＰＩＥ材料が、光開始剤を含む請求項４８に記載の主題。
【請求項５０】
光開始剤が、異なるスペクトル感度の複数の光開始剤を含み、それにより、重合を位置により異なる時間に開始させることができる請求項４９に記載の主題。
【請求項５１】
光が、紫外線である請求項４８または４９に記載の主題。
【請求項５２】
ＰＩＥ材料が、熱活性化された請求項４７に記載の主題。
【請求項５３】
ＰＩＥ材料が、表示装置の組み立て後の一定期間後に自己活性化された請求項４７に記載の主題。
【請求項５４】
ＰＩＥ材料が、光開始剤と促進剤の両方を含む請求項２に記載の主題。
【請求項５５】
プレポリマー材料が、ピペット法、スポイト法または印刷法の少なくとも１つによって基板に塗布される請求項２に記載の主題。
【請求項５６】
印刷が、シルクスクリーン、グラビア印刷、フレキソ印刷、またはリソグラフィ法を含む請求項５５に記載の主題。
【請求項５７】
スペーサ要素が、多孔質マトリクスを有する多孔質構造であり、プレポリマー材料が、多孔質構造の多孔質マトリクス内に吸収される請求項１または２に記載の主題。
【請求項５８】
多孔質構造が、ナノ多孔質セラミックスまたはシリカを主成分とする材料である請求項５７に記載の主題。
【請求項５９】
スペーサ要素が、電気光学材料が共重合体領域を満たすように形成された高分子スフェロイドの開放的な網目構造（open network）を含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項６０】
多孔質構造の孔が、現場重合材料を含む高分子マトリクスに対するスペーサ要素の所望の粘着性を与えるように選択される請求項５７に記載の主題。
【請求項６１】
電気光学材料が、液晶材料である請求項１または２に記載の主題。
【請求項６２】
電気光学材料が、中間状態（mesomorphic）材料である請求項１または２に記載の主題。
【請求項６３】
電界を生成するために少なくとも１つの基板上に少なくとも１つの電極をさらに含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項６４】
第２の基板上に少なくとも１つの電極をさらに含む請求項６３に記載の主題。
【請求項６５】
プレポリマー材料が、アクリルを主成分とする接着剤、エポキシを主成分とする接着剤、ウレタンを主成分とする接着剤のうちの少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の主題。
【請求項６６】
プレポリマー材料が、主に、光、熱、化学添加物の混合のうちの１つによる適用によって硬化される請求項１または２に記載の主題。
【請求項６７】
基板が、可撓性高分子材料を含む、請求項１または２に記載の主題。
【請求項６８】
表示装置が、詳細な説明で引用された屈曲テキストに耐えることができる請求項６７に記載の主題。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】基板間に配置された高分子被覆要素によって構成された電気光学表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および他の電子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品という視点から見ると、電子表示装置は、衝撃と落下によって生じる力に対して高い堅牢性と不透水性を維持すると同時にできるだけ薄くかつ明るいことがきわめて望ましい。携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）などの移動電子装置の分野では、大きさと重さは、製品の商業的成功にきわめて重要な要素であるが、現在でも、そのような装置内の表示装置の破損は、相変わらず修理や返品の主な原因となっている。さらに、実際に曲げることができる電子表示装置の必要性は、いくつかの分野で認識されてきており、例えば、繊維紙を表示装置と置き換えたいわゆる「電子ペーパー」は、電気光学表示装置を従来の紙のように巻いたり折り畳んだりできれば製品としての魅力が高くなり、コンピュータや多機能時計などの装着式電子装置は、表示装置がユーザの身体になじめば装着者にとってより快適になり、厳しい撓み寿命試験性能規格を有するチップカードは、可撓性表示装置を内蔵しかつそのような規格を満たすことができる。表示装置内のガラス基板をプラスチック・フィルムと置き換えることは、何年にもわたって表示装置業界で活発な研究分野であった。
【０００３】
電気泳動表示装置は、電気泳動（コロイド懸濁液中の微粒子の素早い移動）によって画像を実現する。光散乱粒子が着色コロイド懸濁液内で静電力によって移動する。粒子は、観察者に向かって移動するか（この場合、観察者には一般に白の粒子が見える）、観察者から遠い面に向かって移動する（この場合、白い粒子は黒い粒子で隠れる）。
コレステリック表示装置は、プラスチック基板で試みられているもう１つの表示技術である。コレステリック液晶材料は、導電電極の間に挟まれたとき、液晶のらせん構造が異なる向きを有する２つの安定状態、いわゆる焦点円錐状態（focal conic state）と平面状態（planar state）に切り換わることができる。焦点円錐状態では、螺旋構造は揃っておらず、液晶は透明である。平面状態では、螺旋構造の軸すべてのが表示装置の面に対して垂直であり、その結果、表示装置を本質的に単色が透過する。
【０００４】
ゼロックス社（Xerox）によって開発されているジリコン（Gyricon）表示装置は、油を満たした空隙の可撓性マトリクスによって２枚のプラスチック・シート間の適所にランダムに分散され保持された微小ビーズからなる。この球は、一方の側が白で他方の側が黒のきわめて対照的な半球を有する。白い側はきわめて反射率が高く、黒い側は光を吸収する。各半球は、独特の固有電荷を有し、その結果、電界が印加され球の軸が電界と揃っていないときに球に力が生じる。表示のために提示される球の面は、電極に印加される電圧の極性に依存する。これらの３つすべてのケースには、高いコントラストやプラスチック基板との適合性などのいくつかの優れた特徴があるが、現在、これらはすべて高い駆動電圧を有し、応答時間が遅く、市販の駆動電子回路に対応していない。
【０００５】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、スイッチングに必要な駆動電圧が低く、応答時間が比較的速く、駆動電子回路の利用性が広く、技術面での知的および製造投資が進んでいるため魅力的である。プラスチック基板と適合するように高分子マトリックス内で液晶を混合するＬＣＤを開発する試みが行われてきており、その１つの例は、高分子分散型表示装置（ＰＤＬＣＤ）である。ＰＤＬＣＤは、表示装置を組み立てる前に液晶とプレポリマーを溶液に混ぜることによって作成される。表示装置を組み立てた後、高分子が一般に紫外線によって硬化される。重合する際に、ＬＣは、高分子から微小液滴に分離する。ＬＣの液滴がアラインメント層と接していないので、分子の向きはランダムであり、光は液滴によって散乱する。ＰＤＬＣＤの電極に電圧を印加すると、ＬＣ分子が揃い、その結果表示装置が透明になる。他の可撓性表示装置と同じように、ＰＤＬＣＤに必要な高い駆動電圧は、一般に、既存の駆動電子回路に対応していない。米国特許第４，６８８，９００号、第５，３２１，５３３号、第５，３２７，２７１号、第５，４３４，６８５号、第５，５０４，６００号、第５，５３０，５６６号、第５，５８３，６７２号、第５，９４９，５０８号、第５，３３３，０７４号、および第５，４７３，４５０号などの従来技術はすべて、硬化手段として光を使用する高分子の重合（光重合）中にＬＣ／高分子混合物の位相分離を利用している。
【０００６】
ＰＤＬＣＤで実現されるよりも低い駆動電圧を有する異方性分散ＬＣ／高分子構造を実現する方法が開発されてきた。米国特許第５，９４９，５０８号は、層状構造を実現しそれにより対向する基板上にＬＣと高分子を配置する方法を述べており、これにより、装置のスイッチングに必要な駆動電圧が下がるが、実質的に基板のうちの１つの基板上にラビングされたアライメント面（rubbed alignment surface）を有する場合でないと使用できない構造になる。この構造は、ネマチックすなわち電気制御複屈折（ＥＣＢ：electrically controlled birefringence）表示装置で有効であるが、一般に両方の基板上にアラインメント面を必要とするツイストネマチック（ＴＮ）やスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）などの表示装置は構成しにくくなる。米国特許第５，４７３，４５０号と第５，３３３，０７４号は、光重合する際にマスクを使用して装置の一部分だけに光源をあてることにより高分子を局在化させる方法を述べている。ほぼ画素のサイズ（０．３ｍｍ以下）の高分子構造は実現可能であるが、一般にフォトマスクを装置内の電極構造に位置合わせしなければならず、また一般に高価な平行ＵＶ光源を使用しなければならないので、製造が難しくなることがある。０．３ｍｍよりもかなり小さい構造は、ＬＣ／高分子混合物の固有散乱により実現が難しいことがある。米国特許第５，４７３，４５０号は、アインメント層上への光開始剤のパターニングを教示しているが、この方法は、一般に、化学的光開始剤を基板上にきわめて正確にスクリーンで付着させる必要がある。透明ＩＴＯ電極に対するシルクスクリーン・マスクの適切なアライメントは、実現が難しいことがあり、ポリイミド・アラインメント面に化学薬品を直接導入すると、アラインメント面に対するＬＣのアライメントが悪化し、表示装置の外観が悪くなり、製造歩留まりが低下することがある。
【０００７】
接着要素を含むプラスチック基板間の接着を実現するための他の方法が開発されてきた。１つの方法では、スペーサ要素のまわりの固体被覆として、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ）または熱可塑性樹脂（例えば、ホットメルト）の接着剤が使用されている（米国特許第４，６７８，２８４号，第５，１３０，８３１号）。基板間の適所に被覆スペーサを入れた後で熱と圧力が印加される。他の方法は、スペーサ要素と別の固体接着要素を使用する（米国特許第５，８１２，２３２号、第５，５８１，３８４号、第６，００４，４２３号）。
【０００８】
ガラス基板には、衝撃と落下による破壊問題の他に、両極端の温度に弱いという問題がある。表示装置の温度が低温と高温の間で繰り返されるとき、スペーサと液晶流体の間に小さなボイドが生じることがある。ボイドは、大きさは小さいが、一般に表示装置が修理のために戻されるには十分に目立つ。ボイドは、ＬＣと一般にはガラスやプラスチック・スペーサの熱膨張率の不一致によるものである。ガラス基板表示装置を室温で組み立て次に封止するとき、その体積は、実質的にその時点で決まる。表示装置が冷えたとき、ＬＣとスペーサ材料は両方とも収縮するが、スペーサの熱膨張率の不一致と機械的不連続性のために、スペーサのまわりに応力が集中し、ボイドが生じる。最初、ボイドは、真空かまたはきわめて低い圧力の小さい領域であるが、エネルギー平衡状態を低くするために、ＬＣの揮発性の高い成分が気相に移行してボイドを埋める。表示装置が室温に戻るとき、ボイドを満たしている蒸気は、ボイドがＬＣに吸収されて戻るを妨げ、この損傷は一般に永久的である。表示装置製造業者は、この問題を、他の方法の中でも特に、ガラスまたはプラスチックのコアを取り囲む柔らかくより可撓性の高い外側被覆を有する特別に作成したスペーサを利用することにより解決した。外側の可撓性層は、表示装置の熱サイクルの間に生じる応力を解放し、それによりボイドを防ぐ働きをする。そのようなスペーサは、作成が難しいので、普通のスペーサの１０〜２０倍高価であり、したがって多くの場合、絶対に必要なときしか使用されない。
【発明の開示】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一般的に、第１の態様において、本発明は、少なくとも一方が透明で互いに対向し離間された２つの基板と、２つの基板間のスペース内に電界を確立するように位置決めされた電極と、基板間に配置され、装置を組み立てる際に基板間に導入される１つまたは複数のスペーサ要素と、２つの基板間のスペースの少なくとも一部分を満たす電気光学材料と、基板間のスペースの少なくとも一部分を満たす高分子材料とを含み、高分子材料が、スペーサ要素に液体の形で塗布される液体プレポリマー材料を含み、プレポリマー要素が、スペーサ要素を基板間の適所に入れた後で現場重合される液体プレポリマー材料を含む液晶表示装置を特徴とする。
【００１１】
一般的に、第２の態様において、本発明は、少なくとも一方が透明で互いに対向する２つの基板間にスペーサ要素を導入し、基板間にスペーサ要素を導入する前または後に１つまたは複数のスペーサ要素の外側面に液体プレポリマー材料を塗布し、２つの基板間のスペースに電界を確立するように電極を位置決めし、２つの基板間のスペースの少なくとも一部分を電気光学材料で満たし、基板間のスペースの少なくとも一部分を満たす固体高分子材料を形成するように液体プレポリマー材料を現場重合することによって、液晶表示装置を製造することを特徴とする。
【００１２】
好ましい実施形態において、以下の特徴のうちの１つまたは複数を組み込むことができる。高分子材料は、スペーサ要素の近くにあってもよい。液体プレポリマー材料は、基板間に導入する前にスペーサ要素に塗布されてもよい。液体プレポリマー材料は、スペーサ要素を基板間に導入した後でスペーサ要素に塗布されてもよい。液体プレポリマー材料は、スペーサ要素の少なくともいくつかを取り囲む折りたたみ式シェルに包まれてもよい。プレポリマー材料は、モノマー（例えば、基本高分子鎖材料（basic polymer chain material））、オリゴマー（例えば、交差結合用）、抑制剤（例えば、貯蔵中の重合を防ぐ）、重合開始または促進（ＰＩＥ）材料のうちの１つまたは複数を構成することができる。液体プレポリマー材料は、２，０００，０００センチポワズ以下の粘性を有することができる。重合開始または促進（ＰＩＥ）材料を液体プレポリマー材料と接触させることができる。ＰＩＥ材料は、スペーサ要素に塗布された液体プレポリマー材料と混合する方法、スペーサ要素上またはスペーサ要素内に支持する方法、電気光学材料に溶解するか浮遊させる方法のうちの１つの方法で液体プレポリマー材料と接触させることができる。液体プレポリマー材料とＰＩＥ材料は両方とも、スペーサ要素の少なくともいくつかを取り囲む折りたたみ式シェルに包まれてもよい。現場重合は、光の印加によって重合を開始することを含むことができる。液体プレポリマー材料は熱硬化性材料でよく、現場重合は、熱の印加を含むことができる。高分子材料は、２つの基板間に延在する高分子支持体を含むことができる。高分子材料は、２つの基板間に延在しない高分子部材を含むことができる。基板間にプレポリマー材料なしの追加のスペーサ要素を導入することができる。スペーサ要素は、多数のほぼ球形または円筒形の要素を含むことができる。スペーサ要素は、ガラスを含むことができる。ガラスはエッチングされてもよい。スペーサ要素は、プラスチックを含むことがある。プラスチックは、多孔質でもよい。スペーサ要素は、ナノ多孔質（nanoporous）、メソ多孔質（mesoporous）またはマイクロ多孔質（microporous）の大きい表面積の粒子を含むことができる。スペーサ要素は、基板間のスペース内にランダムに配置されてもよい。スペーサ要素は、基板間のスペースよりもほぼ小さい直径の多数の要素を含むことができる。スペーサ要素は、基板間のスペースを横切ってランダムに位置決めされた多数の要素を含むことができる。スペーサ要素は、ほぼ基板と接していないことがある。スペーサ要素は、１つの基板とだけ接していてもよい。スペーサ要素は、格子網目構造を含むことができる。格子網目構造は、二次元でもよい。格子網目構造は、三次元でもよい。スペーサ要素は、サイズと形状が不均一でもよい。スペーサ要素は、凹凸面を有することができる。ほとんどのスペーサ要素は、重合前に基板間のスペース内で自由に動き回ることができる。多孔質膜がスペーサ要素として働くことができる。多孔質膜は、伸長可能な多孔質膜でよい。スペーサ要素は、基板の非画像領域内に配置されてもよい。スペーサ要素は、基板の周囲に沿って配置され、基板間のスペースを封止する１つまたは複数の封止部材として働いてもよい���スペーサ要素は、画素間領域に配置されてもよい。プレポリマーは現場重合で収縮することができる。高分子支持体の大部分が２つの基板のそれぞれに結合されてもよい。高分子支持体は、主に、互いに相互接続されていない個別の部材でよい。高分子の１つまたは複数の相互接続領域は、大部分の高分子支持体を相互接続することができる。相互接続領域のうちの１つは、基板のうちの１つと隣り合った高分子層を含むことができる。スペーサ要素は、電気光学材料の塗布前に基板上に乾式噴霧されてもよい。スペーサ要素は、基板上に湿式噴霧されてもよい。湿式噴霧に使用できる溶剤は、溶液または懸濁液中のプレポリマー材料を含む。ＰＩＥ材料は、現場重合プロセスの開始剤と促進剤の１つまたは両方を含むことができる。ＰＩＥ材料は、光活性化されてもよい。ＰＩＥ材料は、光開始剤を含むことができる。光開始剤は、異なるスペクトル感度の複数の光開始剤を含むことができ、それにより位置によって異なる時間に重合を開始することができる。光は、紫外線でよい。ＰＩＥ材料は、熱活性化されてもよい。ＰＩＥ材料は、表示装置を組み立てた一定期間後に自己活性化されてもよい。ＰＩＥ材料は、光開始剤と促進剤の両方を含むことができる。プレポリマー材料は、ピペット法、スポイト法または印刷法のうちの少なくとも１つによって基板に塗布することができる。印刷は、シルクスクリーン法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、またはリソグラフィ法を含むことができる。スペーサ要素は、多孔質マトリクスを有する多孔質構造でよく、プレポリマー材料は、多孔質構造の多孔質マトリクスに吸収されてもよい。多孔質構造は、ナノ多孔質セラミックまたはシリカを主成分とする材料でよい。スペーサ要素は、電気光学材料が共重合体領域を満たすように形成された高分子スフェロイドの開放的な網目構造（open network）を含むことができる。多孔質構造の孔は、現場重合材料を含む高分子マトリクスへのスペーサ要素に所望の粘着性を与えるように選択することができる。電気光学材料は、液晶材料でよい。電気光学材料は、中間状態（mesomorphic）材料でよい。本発明は、さらに、電界を生成するために少なくとも１つの基板上の少なくとも１つの電極と、第２の基板上の少なくとも１つの電極とを含むことができる。プレポリマー材料は、アクリルを主成分とする接着剤、エポキシを主成分とする接着剤、ウレタンを主成分とする接着剤のうちの１つを含むことができる。プレポリマー材料は、主に、光、熱、化学添加物の混合のうちの１つを適用することによって硬化させることができる。基板は、可撓性高分子材料を含むことができる。表示装置は、詳細な説明で参照した屈曲テキストに耐えることができる。
【００１３】
プラスチック表示装置の耐久性に影響する２つの重要な仕様は、圧縮強度と剥離強度である。さらに、スペーサ要素が単一サイズで、組み立てられたセルの両方の基板と接しているとき、圧縮強度は、剥離強度よりも低いスペーサ密度によって達成される場合が多い。したがって、コントラストの低下を小さくしながら表示装置の圧縮強度と剥離強度を別々に高めることができることが望ましい。周囲の高分子と同じ材料からなるスペーサ要素は、基板間の高分子相互接続を高めその結果剥離強度が高まるが、圧縮強度への影響が比較的小さいという大きな利点を有する。スペーサと高分子スペーサの相対密度と高分子スペーサのデュロメータを調整することによって、表示装置のラミネート構造の圧縮強度と剥離強度を改善することができる。
【００１４】
液体接着剤の使用には、ホットメルトや熱可塑性接着剤などの固体接着剤よりも優れたいくつかの利点がある。液体接着剤は、例えば、固体接着剤よりも大幅に優れた面粘着性、破壊前伸長、引張強さを実現することができ、これらの性能パラメータはすべて、接着剤結合がどれだけ耐久性があるかを決定する重要な要素である。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明と特許請求の範囲ならびに本出願と同日に出願され（引用により組み込まれた）「Electrooptical Displays with Polymer Localized in Vicinities of Substrate Spacers,"Electrooptical Displays Constructed with Polymerization Initiating and Enhancing Elements Positioned Between Substrates」と「Electrooptical Displays with Multilayer Structure Achieved by Varying Rates of Polymerization and/or Phase Separation」と題する本出願人の出願の開示および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明により、好ましい実施形態において、液晶表示装置が以下の手順を使用して組み立てられる。
１．基板は、最終製品の光学的品質を改善する低い複屈折レベルを有しかつ様々な乾燥および焼結作業を容易にするために１５０℃を超えるガラス転移温度を有する可撓性高分子材料である。これらの要件を満たす高分子は、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）である。表示装置の信頼性と製品寿命を改善するために、基板の外側面に防湿層が被覆される。この防湿層は、一般に、酸化シリコンと別の高分子の薄膜ラミネート構造からなる。
【００１７】
２．基板には、一般に、透明導体であるインジウム酸化錫（ＩＴＯ）の真空蒸着層が被覆される。次に、ＩＴＯは、化学的エッチング、電子ビーム・エッチング、またはレーザ・エッチングによってパターン形成される。
３．プレポリマーは、Norland ProductのNOA-65のような市販の光硬化高分子でもよく、以下のような特別配合でもよい。
【００１８】
〔表１〕
％     材料 
50     Sartomer社  SR9644 
15     Sartomer社  SR306 
18.5   Sartomer社  R256
1.25   安定剤
3      Aceto Quantacure  ITX
5.5    トリエタノールアミン（TEA） 
1.05   3M社  FC-430 
1.6    Dow Corning  DC-57
1.6    湿潤剤 
2.5    Fratelli Lamberti Escacure  KIP
４．プレポリマー混合物を、粘度が約５０ｃｐｓになるような割合でメタノールなどの溶剤で希釈する。
５．ポリイミド溶液を基板の少なくとも１つの基板のＩＴＯ側に被覆し、１５０℃の温度で１時間加熱乾燥する。次に、ポリイミド面を擦って液晶のアラインメント層を作成する。
【００１９】
６．ポリイミド面上にMerckE7などの液晶を薄い層で被覆する。セルの厚さはスペーサ要素で決まるので、液晶の正確な量は重要でない。
５．直径３〜３．５μｍのガラス・スペーサを、超音波震動タンク内の溶液に浮遊させたままフッ化水素酸１．２５％溶液を使用して１０分間表面エッチングする。洗浄後、スペーサを開始剤とシランなどの定着剤を含む溶液に浸し、次に基板上に垂直乾燥カラムの上に噴霧することによって、エッチングしたスペーサにメタクリル酸シランと光開始剤の混合物を被覆する。シランは、シラン／ガラス界面における化学結合と、シラン／高分子界面におけるシランへの高分子の拡散によって、ガラスと高分子間の結合を改善する。
【００２０】
６．スペーサを約１：１ｗｔ／ｗｔの濃度でプレポリマー溶液に混ぜる。次に、超音波混合を使用してスペーサをプレポリマー溶液中に拡散させる。
７．次に、エアロゾル噴霧システムを使用して、プレポリマー／スペーサ混合物を、表示装置を組み立てたときに少なくとも約３０スペーサ／ｍｍ2}の表面密度になるような十分な時間、被覆されていない基板上に噴霧する。スペーサは、基板面の端から端までほぼランダムに分散する傾向がある。推進剤として、約１０〜３０ｐｓｉのマイクロろ過圧縮窒素を使用する。混合物の圧力と粘度、スペーサとプレポリマーの相対濃度、ならびにノズル・オリフィスの形状は、プレポリマーだけを含むいくつかの液滴によってプレポリマー被覆シングル・スペーサを実現するように調整される。次に、その基板を１５分間１２０℃にさらして混合物から溶剤を除去する。
【００２１】
８．プレポリマー／スペーサ混合物を有する基板は、一般に、貼り合わせ段階前に、高分子に粘着性を与える予備硬化段階にかけられる。プレポリマーが熱と光の両方で硬化可能な場合は、予備硬化段階として溶剤加熱乾燥段階を使用することもできる。
９．次に、上側基板と下側基板のＩＴＯパターンの間に適切なアラインメントを維持しながら基板を貼り合わせることができる。
【００２２】
８．次に、セルの両面に、光開始剤を開裂させスペーサのまわりの遊離基を解放するＵＶ光を当てる。次に、開始剤を付着させた各スペーサのまわりに集中した開始位置で重合反応が進む。図１は、段階８の後の表示装置の断面図を示す。
得られた表示装置はかなり可撓性が高い。少なくとも米国特許第６，０１９，２８４号に示されている屈曲試験で示された屈曲量だけ永久損傷なしに曲げることができ、この特許は、引用により本明細書により組み込まれる。
【００２３】
すべてのケースにおいて、高分子が各スペーサの近くに形成されなくてもよく、高分子がある基板から別の基板まで完全に延在していなくてもよい。例えば、いくつかのスペーサがプレポリマー材料で被覆されておらず、いくつかのスペーサが不完全に被覆されていてもよい。
さらに、ある基板から他の基板まで完全に延在していない高分子支持体は、液晶の絶縁性領域を作成する際の長所となることがあり、それにより特定の強誘電体液晶材料の双安定性が改善され、ひとつの基板に沿って液晶層が個別の液滴に分割された場合に改善された双安定性を示すことができる。
【００２４】
別の実施形態において、プレポリマー／スペーサ混合物に、基板間隔を決定する支配的なスペーサ要素サイズよりも小さいＰＳＥを添加することができる。そのようなＰＳＥは、一般に、透明性ならびに拡散を小さくするために高分子および液晶と同じ屈折率を実現するように配合された高分子からなる。そのような高分子スペーシング要素は、いくつかの方法で作成することができ、付着時に、生成された高分子微小球のエアロゾル分散とその後の熱および紫外線硬化によって基板上に形成されてもよい。ＰＳＥを基板上に付着させた後で、プレポリマー／スペーサ混合物を付着させる。代替として、基板上に付着させる前にＰＳＥをプレポリマー／スペーサ混合物と混合させてもよい。この実施形態により、表示装置のコントラストを低下させる可能性がある追加の剛性スペーサ要素なしに、基板間の高分子接触点を増やすことができる。これは、図２に見ることができる。
【００２５】
別の工程段階で、追加のＰＳＥを付着させることができる。その場合、液滴サイズのためにＰＳＥの上部が基板間の所望の間隔よりも少し高くなるようにエアロゾル状態が調整される。さらに、ＰＳＥは、半硬化状態で表面に付着される。貼り合わせる際、前に示した実施形態と同じように、プレポリマーを被覆したスペーサが液晶層によって押され、反対の基板に押し付けられる。また、半硬化ＰＳＥは、液晶層によって押され、反対の基板によって圧縮される。ＰＳＥは、スペーサを被覆する高分子と類似の光学的性質を有するが異なる機械的特性を有する高分子からなってもよく、例えば、ＰＳＥ材料は、硬化する際に収縮しまた破壊前伸長パラメータ（elongation before break parameter）の値を有するように配合される。このようにして、貼り合わせたセルが十分に硬化した後でプラスチック基板を規定の量だけ実際に一緒に延伸させることができる。これにより、表示装置の撓み性能ならびにその全体的な耐久性が大幅に強化される。
【００２６】
別の実施形態において、スペーサは、多量のプレポリマーも含む折りたたみ式シェル内に個別にまたは小グループで包まれる。これは、一般にマイクロカプセル化として分類される様々な周知の技術によって実現することができる。マイクロカプセル化プロセスは、界面重合、現場重合、共有押出し成形（coextrusion）などの物理プロセス、液滴形成（coacervation）など、すべて本発明に適用することができるいくつかの一般的なカテゴリに分類される。基板が液晶材料と貼り合わされ、高分子被覆スペーサ要素が前述のカプセル化要素の形をとるとき、プレポリマーを解放する貼り合わせプロセスの間にマイクロカプセルが押しつぶされる。他の実施形態の場合と同じように、スペーサは、貼り合わせ中に両方の基板に押しつけられるが、解放されたプレポリマーがスペーサ要素を取り囲んだまま、２つの基板と接触している。次に、表示装置は、前と同じように紫外線が当てられ、プレポリマーが重合し、その結果、硬化した高分子によってスペーサが両方の基板に結合される。
【００２７】
本発明の適切な特徴を有するマイクロカプセルを作成するために他のマイクロカプセル化技術を使用することができるが、本発明に特によく適した２つのカプセル化技術は、現場重合と界面重合である。
現場重合の技術は、スペーサ／プレポリマー混合物を水を含む環境に分散させることによって形成される油／水エマルジョンを利用する。プレポリマーを水相で乳化する前に、スペーサがプレポリマーに１：２ｗｔ／ｗｔの比率で混合され完全に分散される。乳化によって得られるプレポリマー液滴は、直径１５〜３０ミクロンになり、液滴中に５つ未満のスペーサを含む。この処理の目的は、１カプセルに１つだけのスペーサを有するカプセルを作成することである。プロセス・パラメータを厳密に制御するほど、複数のスペーサを有するカプセルを最小にする液滴サイズの誤差を小さくすることができる。例えばガラスなどのプレポリマーと異なる密度の材料からなるスペーサを使用することにより、完成したカプセルを浮選や遠心分離など密度分類法で分類することによって、スペーサを１つも含まないカプセルの数を最少にすることができる。モノマーは、水相に導入され、重合し、水相よりも分散相で高い親和性を有する高分子を形成し、それにより乳化した油滴のまわりに凝縮する。現場重合プロセスで特に有効なものにおいて、尿素とホルムアルデヒドは、ポリアクリル酸の存在で凝縮する（例えば、米国特許第４，００１，１４０号を参照）。得られるカプセル壁は、尿素／ホルムアルデヒド共重合体であり、これがスペーサ／プレポリマー液滴を取り囲む。このカプセルは透明かつ剛性である。透明性は、貼り合わせ後にカプセル・シェルが表示装置内に残るので重要であり、剛性は、シェル材料が可撓性すぎるので貼り合わせ中にシェルが押しつぶされず適切にプレポリマーを解放するカプセル・シェルの重要な特徴である。また、メラミンを主成分とするシェル材料は、必要な品質の透明性と剛性を有する。
【００２８】
表示装置に使用される電気光学材料は、任意のタイプの液晶でよく、例えば、本発明は、いくつか例を挙げると、ネマチック液晶、ツイストネマチック液晶、スーパー・ツイストネマチック液晶、強誘電体液晶、反強誘電体液晶、およびコレステリック液晶表示装置に役立つ。本発明はまた、非ＬＣＤ表示装置にも役立つ。例えば、この方法は、電気泳動表示装置とGyricon表示装置の耐久性を大幅に高めることができる。
【００２９】
別の好ましい実施形態において、液晶表示装置が、以下の手順を使用して組み立てられる。
１．基板は、最終製品の光学的品質を高める低い複屈折レベルを有し、様々な乾燥および焼成作業を容易にするために１５０℃を超えるガラス転移温度を有する可撓性高分子材料である。これらの要件を満たす高分子は、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）である。表示装置の信頼性と製品寿命を改善するために基板の外側面に防湿層を被覆し、この防湿層は、一般に、酸化シリコンや別の高分子の薄膜ラミネート構造からなる。
【００３０】
２．基板は、一般に透明導体であるインジウム酸化錫（ＩＴＯ）の真空蒸着層が被覆される。次に、ＩＴＯは、化学エッチング、電子ビーム・エッチング、またはレーザ・エッチングによってパターン形成される。
３．プレポリマーは、ノーランドプロダクト社（Norland Product）のNOA-65のような市販の光硬化高分子でもよく、以下のような特別配合でもよい。
【００３１】
〔表２〕
％     材料
50     Sartomer社  SR9644 
15     Sartomer社  SR306 
18.5   Sartomer社  SR256 
1.25   安定剤
3      Aceto Quantacure  ITX
5.5    トリエタノールアミン（TEA） 
1.05   3M社 FC-430 
1.6    Dow Corning  DC-57
1.6    湿潤剤
2.5    Fratelli Lamberti Escacure  KIP
４．プレポリマー混合物を、メタノールなどの溶剤で１：２５部の割合で希釈する。
５．少なくとも１つの基板のＩＴＯ側にポリイミド溶液を被覆し、１５０℃の温度で１時間加熱乾燥する。次にポリイミド面を擦って液晶のアラインメント層を作成する。
【００３２】
６．直径３〜３．５μｍのガラス・スペーサを使用する。MerckE7などの液晶にスペーサを多数混ぜる（表示装置を組み立てたときに少なくとも約３０スペーサ／ｍｍ2}の表面密度になるのに十分な密度を有する）。スペーサは、一般に、基板表面の端から端までほぼランダムに分散する傾向がある。
７．ポリイミド面に液晶／スペーサ混合物を薄い層で被覆する。セルの厚さはスペーサ要素によって決まるので、液晶の厳密な量は重要ではない。
【００３３】
８．被覆されていない基板上にＰＳＥをエアロゾル分散によって付着させる。プレポリマー配合物の粘度を調整し、プレポリマーを必要に応じて溶剤で希釈し、さらにＰＳＥの粒子サイズがスペーサ直径よりも約３０％大きくなるようにエアロゾル・パラメータを調整する。次に、基板を１２０℃に１５分間さらして混合物から溶剤を除去する。
【００３４】
９．貼り合わせ段階の前に、一般に、ＰＳＥを有する基板を、高分子に粘着性を与える予備硬化段階にかける。プレポリマーが熱と光の両方で硬化可能な場合、溶剤加熱乾段階を予備硬化段階として使用することもできる。
１０．次に、上側基板上と下側基板上のＩＴＯパターン間に適切なアラインメントを維持しながら基板を貼り合わせる。図４は、貼り合わせ直前の基板を示す。
【００３５】
１１．次に、セルの両側に光開始剤を開裂させスペーサのまわりの遊離基を解放するＵＶ光を当てる。次に、各ＰＳＥのまわりに集中した開始位置で重合反応が進む。
異なるスペクトル感度を有する複数の開始剤を使用して、特定の位置でいつ重合が開始されるかを制御することができる。光源の光子エネルギーが特定のしきい値を超えたときに光開始剤の開裂が起こるので、光開始剤は、一般に、特定の値よりも短い波長の光に対して敏感であり、したがって、通常、可視光線に敏感な光開始剤は紫外線にも敏感である。この特徴を使用する１つの実施形態は、スペーサ要素をＵＶに敏感な光開始剤で被覆し、ＰＳＥのプレポリマーに可視光線に敏感な光開始剤を含めることである。最初に、アセンブリを可視光線を当て、その結果ＰＳＥだけが硬化し、これによりＰＳＥ高分子が収縮して２つの基板が一緒に引っ張られる。次に、アセンブリにＵＶ光を当て、スペーサのまわりの高分子を硬化させる。
【００３６】
別の実施形態において、定着剤などの他の重合強化化合物あるいは引き裂け前延伸特性（elongation before tear property）を改善するウレタンなどの添加剤を、ＰＳＥのすべてまたはその一部分に添加する。このようにして、剥離強度をさらに強化することができる。
１つの可能な高分子は、優れた光学透明性を有しまた幅広い製造光学等級材料を選択できるアクリル接着剤である。一般に、使用できる他の高分子は、例えば、エポキシやウレタンであるが、一般に、そのようなクラスの高分子には、アクリル樹脂に匹敵するほどの光学特性がない。アクリル接着剤は、遊離基開始剤によって硬化する反応性交差結合構造接着剤である。これは、メタクリル酸モノマーを主成分とし付加重合によって硬化する。遊離基の形成により、突然かつ迅速に連鎖反応と接着剤の硬化が始まる。一方、ウレタンとエポキシに代表される縮合重合は、ほぼ一定で通常は遅い反応速度で進行する。アクリル樹脂を主成分とする接着剤の重合を開始する遊離基の生成は、ジメチル・アニリンや過酸化物を伴うような酸化還元反応によって実現することができる。連鎖反応の性質のため、遊離基はモノマーからモノマーに伝播することができ、硬化自体が重合開始位置から最大２．５ｍｍまで伝播することができる。この硬化伝播現象の結果として、十分な硬化を実現するために促進剤とモノマーが完全に混合されなくてもよい。これは、いくつかの他の硬化方法に役立ち、促進剤は、部分のプライミングと貯蔵を可能にする１面上のラッカーまたは薄い層の形でよい。工業用語で「ハネムーン」または「非混合」と呼ばれる別の関連する硬化方法では、互いに接触したときに（混合の必要なしに）材料を完全に重合するのに十分な遊離基を生成する二液型接着剤が使用される。
【００３７】
また、アクリル樹脂は、波長が４００ｎｍ未満の紫外線を当てることによって硬化させることもでき、またいくつかの例では、可視領域光を当てることによって硬化させることもできる。光硬化接着剤の場合、遊離基源は、光開始剤と呼ばれ、光が当てられたときに遊離基が形成される。２００〜３００ｎｍの範囲の光で光開始剤として働く化合物は、安息香樹脂エーテル、活性化ベンゾフェノン、および関連する化合物であり、可視波長で活性化する光開始剤の例は、ベンジル・ジアルキル・アミノ・モルホリニル（morpholinyl）ケトンである。光開始剤は、開裂として知られるプロセスで、光によって遊離基形成部分に分離される。同等の混合硬化システムの１つの例は、一方の成分にコバルト塩促進剤を使用し他方の成分にヒドロペルオキシドを使用する米国特許第４，３３１，７９５号で実施されている。また、反応性希釈剤と周期モノマー（cyclic monomer）を含めることにより、カチオン重合によってＵＶ硬化させることができるエポキシを配合することできる。ウレタンのＵＶ開始カチオン硬化は、例えば、Allied Signal Inc.によって製造されているもののようにビニルエーテルとポリウレタン・オリゴマ上に形成することにより実現することができる。
【００３８】
本発明の様々な実施形態を実行することができる。光重合の速さは、光源の強さを調整することによって制御することができる。スペーサ要素は、多孔質構造でよく、またプレポリマーは多孔質マトリクスに吸収されて、高分子の優れた相互浸透とスペーシングを実現し、それにより優れた粘着性を実現する。スペーサ要素は、一般に、表面積を大きくして粘着性を高めるためにエッチングされたビーズまたはロッドの形のガラスからなることができる。シラン・カップリング剤などの定着剤の１つまたは複数の層が、ガラス・スペーサ上に被覆され、この層は、ガラス・スペーサにプレポリマーを被覆する前にエッチングされてもされなくてもよい。スペーサ要素は、アクティブな画像領域である表示装置の領域に必要な濃度よりも高い濃度でプレポリマーに混合してもよく、混合物は、基板上の画像が表示されない画素間領域または周囲に印刷またはピペット法で付着され、したがって画像のコントラストや品質に悪影響を及ぼすことなく支持が強化される。開始剤は、単独に加熱活性化されてもよく、加熱活性化と光活性化または他の活性化方法で活性化されてもよい。高分子は、基板に最初に結合した後で収縮するように選択され、したがって２つの基板は一緒に延伸され、表示装置の耐久性が高まり、これは、特に、前述のように高分子がスペーサ要素のまわりに集中されたときに有効である。スペーサ要素は、基板間に積層されたときに基板間の間隔を決定する要素である１枚または複数枚の伸長可能な多孔質膜でよい。１つまたは複数の基板は、ガラスや他の剛性材料でよい。
【００３９】
本発明の他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】
プレポリマー材料で被覆した球形スペーサを使用し、貼り合わせた後現像光を当てる前の液晶表示装置の断面図である。
【図２】
高分子スペーサ要素（ＰＳＥ）を含むプレポリマー材料で被覆した球形スペーサを使用し、プレポリマー材料を付着させる前にＰＳＥを塗布した液晶表示装置の断面図である。この図は、貼り合わせる直前を示す。
【図３】
高分子スペーサ要素（ＰＳＥ）を含むプレポリマー材料で被覆した球形スペーサを使用し、プレポリマー材料を付着させた後にＰＳＥを塗布した液晶表示装置の断面図である。
【図４】
液晶に混合された球形スペーサを使用し、高分子スペーサ要素（ＰＳＥ）が反対側基板に付着された液晶表示装置の断面図である。
【図５】
網目状スペーシング膜を使用する液晶表示装置の断面図である。