(57)【要約】【課題】マイクロカップアレイを製造する新規な方法を提供する。【解決手段】  マイクロカップアレイを製造するために、ａ）予めパターン形成した雄型上に熱硬化性または熱可塑性前駆体組成物を被覆して、隣接する前駆体層を雄型上に形成し、ｂ）前駆体層をトランスファーシートと接触させ、ｃ）前駆体を硬化させて、硬化したマイクロカップアレイを形成し、およびｄ）マイクロカップアレイから型をリリースする。そのようなマイクロカップアレイは、例えばビデオディスプレイなどの様々な用途に使用でき、特に電気泳動ディスプレイまたは液晶ディスプレイの用途に使用できる。【選択図】図１
2006259771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロカップアレイを製造する方法であって、
ａ．予めパターン形成した雄型上に熱硬化性または熱可塑性前駆体組成物を被覆して、隣接する前駆体層を雄型上に形成すること、
ｂ．前駆体層をトランスファーシートと接触させること、
ｃ．前駆体を硬化させて、硬化したマイクロカップアレイを形成すること、および
ｄ．マイクロカップアレイから型をリリースすること
を含んで成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気泳動ディスプレイの分野に関し、詳細には、そのようなディスプレイの新規な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイは、溶媒中に懸濁している電荷を帯びた色素粒子（または帯電色素粒子）の電気泳動現象に基づく非発光デバイスである。このディスプレイは１９６９年に初めて提案された。ディスプレイは、通常、相互に対向して配置され、スペーサーを用いて離間された電極を有する２枚のプレートを有して成る。電極の一方は通常透明である。着色された溶媒および電荷を帯びた色素粒子から構成される懸濁物は、２つのプレートの間に閉じ込められている。２つの電極間に電圧差が付与されると、色素粒子は一方側に移動し、電圧差の極性に応じて色素の色または溶媒の色のいずれかを見ることができる。
【０００３】
粒子の望ましくない運動、例えば沈降を防止するために、２つの電極の間に仕切（またはパーティション）を設けて空間をより小さなセルに分割することが提案された。しかしながら、仕切型電気泳動ディスプレイの場合、仕切の形成および懸濁物を封入する方法において幾つかの難点があった。更に、仕切型電気泳動ディスプレイにおいて異なる色の懸濁物を相互に離隔して維持することも困難であった。
【０００４】
その後、懸濁物をマイクロカプセルに封入することが試みられた。米国特許第５，９６１，８０４号および第５，９３０，０２６号は、マイクロカプセル化した電気泳動ディスプレイを開示している。この引用文献のディスプレイは、誘電性媒体と視覚的にコントラストをなす電荷を帯びた色素粒子の懸濁物と誘電性流体との電気泳動組成物をそれぞれが有するマイクロカプセルの実質的に２次元的なアレンジメント（または配置）を有する。マイクロカプセルは、界面重合、イン・シトゥー重合（in-situ polymerization）、または他の既知の方法、例えば物理的なプロセス、イン・リキッド・キュアリング（in-liquid curing）またはシンプル／コンプレックス・コアセルベーションにより形成できる。マイクロカプセルは、形成後、２つの離間した電極を有するセル内に注入することができ、あるいは透明の導電性フィルムに「印刷」し、またはこの上に被覆できる。また、マイクロカプセルは、２つの電極間に自体挟まれる透明なマトリックスまたはバインダー内に固定化することもできる。
【０００５】
これらの先行技術の方法、特に米国特許第５，９３０，０２６号、第５，９６１，８０４号および第６，０１７，５８４号に開示されたマイクロカプセル化方法によって製造される電気泳動ディスプレイには、多くの不十分な点がある。例えば、そのマイクロカプセル化方法により製造される電気泳動ディスプレイは、マイクロカプセルの壁の化学的性質のために、環境の変化に対して敏感である（特に湿気および温度に対して敏感である）という問題点がある。第２に、マイクロカプセルに基づく電気泳動ディスプレイは、マイクロカプセルの大きい粒子寸法および薄い壁のために、引っ掻き抵抗に乏しい。ディスプレイの取扱性を改善するために、マイクロカプセルを多量のポリマーマトリックス内に埋設すると、２つの電極間の大きい距離のために応答時間が遅くなり、また、色素粒子の小さい有効量のためにコントラスト比（または明度比）が小さくなる。また、マイクロカプセル化プロセスの間、電荷制御剤は水／油界面に向かって拡散する傾向にあるので、色素粒子の表面電荷密度を増やすことが困難である。また、マイクロカプセル内の色素粒子の小さい電荷密度またはゼータ電位は、遅い応答速度をもたらす。更に、マイクロカプセルのブロードな寸法分布および大きい粒子寸法のため、先行技術のこの種の電気泳動ディスプレイは、解像度および色を適用する場合のアドレス性（またはアドレッサビリティ、addressability）が悪い。
【０００６】
粒子の望ましくない運動、例えば横方向の移動または沈降などを防止するため、電気泳動ディスプレイをフォトリソグラフィプロセスにより、より小さなセルに区分けすることが報告されている。先行技術のプロセスはバッチ式であり、溶媒現像液を必要とする。また、ロール・トゥ・ロール・マイクロエンボス加工プロセスも開示されている。溶媒を必要としない、電気泳動ディスプレイまたは液晶ディスプレイにて用いられるマイクロカップの高生産性の製造方法を得ることが望ましい。
【特許文献１】米国特許第５，９３０，０２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９６１，８０４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０１７，５８４号明細書
【発明の開示】
【０００７】
要旨
本発明は、マイクロカップのアレイの製造方法およびこのマイクロカップ・アレイの使用（または用途）を指向したものである。
【０００８】
本発明の第１の要旨においては、マイクロカップ・アレイを形成するために、予めパターン形成された雄型を熱可塑性物または熱硬化物の前駆体組成物（例えばＵＶ硬化性樹脂など）で被覆して用いる方法がある。その後、樹脂を、パターン形成された導電性層を有するトランスファーシート（またはプラスチック基材）に接触させ、そして、場合により加熱する。型は、導体パターンに位置合わせ（registered to）される。トランスファーシートと樹脂との間の接着およびマイクロカップのフロア厚さの制御を向上させる助けとして、トランスファーシートに均一な圧力を加える。樹脂は、例えばＵＶ光などの放射線への曝露（または照射）によって硬化させる。硬化後、樹脂を雄型から離してマイクロカップのアレイを得る。オプションとして、例えばワックス、シリコーン、またはフッ素化ポリマーなどの離型剤コーティングによって雄型を予めコートしてもよい。必要ならば、マイクロカップアレイを後硬化してもよい。
【０００９】
本発明の第２の要旨においては、マイクロカップ・アレイを用いる電気泳動ディスプレイの製造方法が提供される。フルカラー電気泳動ディスプレイの製造方法には、予め形成したマイクロカップを、ポジ型（ポジとして作用する）フォトレジストの層とによってラミネートし、ポジ型フォトレジストを画像露光（またはイメージ通りに曝露、imagewise exposure）して所定のマイクロカップを選択的に開口し、そして、レジストを現像し、着色した電気泳動流体を開口したカップに充填し、充填したマイクロカップを封止（またはシール）プロセスにより封止することが含まれる。これらの工程は、様々な色の電気泳動流体で満たされ、封止されたマイクロカップを形成するために繰り返され得る。
【００１０】
本発明の第３の要旨においては、マイクロカップ・アレイを用いる電気泳動ディスプレイが提供される。マイクロカップ・アレイは、着色された誘電性溶媒または溶媒混合物中の帯電色素の懸濁物（またはサスペンション）を少なくとも含む誘電性流体で満たされている。マイクロカップはその後封止される。封止されたアレイは、接着剤層で予め被覆された導体フィルムによってラミネートされる。
本発明は以下の態様を包含する。
（態様１）  マイクロカップアレイを製造する方法であって、
ａ．予めパターン形成した雄型上に熱硬化性または熱可塑性前駆体組成物を被覆して、隣接する前駆体層を雄型上に形成すること、
ｂ．前駆体層をトランスファーシートと接触させること、
ｃ．前駆体を硬化させて、硬化したマイクロカップアレイを形成すること、および
ｄ．マイクロカップアレイから型をリリースすること
を含んで成る方法。
態様１において、前記充填されたマイクロカップを、電気泳動流体の比重より小さい比重を有する封止組成物から形成される封止層により封止し得る。
（態様２）  前記硬化は、熱、湿気、または放射線、好ましくはＵＶに曝露することによる、態様１に記載の方法。
（態様３）  前記前駆体組成物は、架橋可能な樹脂、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを含む、態様１に記載の方法。
（態様４）  前記架橋可能な樹脂、モノマー、オリゴマーまたはポリマーは、多価アクリレートまたはメタクリレート、ビニルベンゼン、ビニルシランおよびビニルエーテルを含む多価ビニル、多価エポキシド、多価アリル、ならびに架橋可能な官能基を含むオリゴマーおよびポリマー等から成る群から選択される、態様１に記載の方法。
（態様５）  前駆体組成物は、そのガラス転移温度付近またはそれ以上の温度でキャスティングされる、態様１に記載の方法。
（態様６）  ガラス転移温度は、約−７０℃〜約１５０℃である、態様５に記載の方法。
（態様７）  ガラス転移温度は、約−２０℃〜約５０℃である、態様５に記載の方法。
（態様８）  前駆体組成物は、可塑剤、有機溶媒または溶媒混合物を更に含む、態様１に記載の方法。
（態様９）  雄型は、ベルト、ローラーおよびシートを含む群から選択される、態様１に記載の方法。
（態様１０）  雄型はベルトである、態様９に記載の方法。
（態様１１）  型または前駆体は、約４０℃〜約２００℃に加熱される、態様１に記載の方法。
（態様１２）  前駆体を部分的に硬化させ、型からリリースし、そして後硬化させて、マイクロカップアレイを形成する、態様１に記載の方法。
（態様１３）  トランスファーシートは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルフルオライド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリスルホン、エポキシおよびこれらの混合物からなる群から選択される、態様１に記載の方法。
（態様１４）  電気泳動ディスプレイまたは液晶ディスプレイにて用いられるマイクロカップを製造する方法であって、
ａ．予めパターン形成された雄型上に、熱硬化性または熱可塑性前駆体組成物をキャスティングする工程、
ｂ．パターン形成された透明な導体層を有する透明な基材を、導体層が前駆体組成物に面するように重ね合わせる工程、
ｃ．基材に圧力を均一に加える工程、
ｄ．前駆体組成物を硬化させる工程、および
ｅ．接着され、成形された形状物から雄型を型分離する工程
を含んで成る方法。
態様１４において、前記封止組成物は、電気泳動または液晶ディスプレイ流体の比重より小さい比重を有し得る。
（態様１５）  前記硬化は、熱、湿気、または放射線、好ましくはＵＶに曝露することによる層とする、態様１４に記載の方法。
（態様１６）  前記前駆体組成物は、架橋可能な樹脂、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを含む、態様１４に記載の方法。
（態様１７）  前記架橋可能な樹脂、モノマー、オリゴマーまたはポリマーは、多価アクリレートまたはメタクリレート、ビニルベンゼン、ビニルシランおよびビニルエーテルを含む多価ビニル、多価エポキシド、多価アリル、ならびに架橋可能な官能基を含むオリゴマーおよびポリマー等から成る群から選択される、態様１４に記載の方法。
（態様１８）  前駆体組成物は、そのガラス転移温度付近またはそれ以上の温度でキャスティングされる、態様１４に記載の方法。
（態様１９）  ガラス転移温度は、約−７０℃〜約１５０℃である、態様１８に記載の方法。
（態様２０）  ガラス転移温度は、約−２０℃〜約５０℃である、態様１８に記載の方法。
（態様２１）  前駆体組成物は、可塑剤、有機溶媒または溶媒混合物を更に含む、態様１４に記載の方法。
（態様２２）  雄型は、ベルト、ローラーおよびシートを含む群から選択される、態様１４に記載の方法。
（態様２３）  雄型はベルトである、態様２２に記載の方法。
（態様２４）  型または前駆体は、約４０℃〜約２００℃に加熱される、態様１４に記載の方法。
（態様２５）  前駆体を部分的に硬化させ、型からリリースし、そして後硬化させて、マイクロカップアレイを形成する、態様１４に記載の方法。
（態様２６）  トランスファーシートは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルフルオライド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリスルホン、エポキシおよびこれらの混合物からなる群から選択される、態様１４に記載の方法。
（態様２７）  パターン形成された透明な導体層は、雄型の突出部パターンの幅に適合する幅を有するインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）ラインを含む、態様２６に記載の方法。
（態様２８）  パターン形成された透明な導体層は、雄型の突出部パターンに位置合わせされる、態様２６に記載の方法。
（態様２９）  電気泳動ディスプレイの製造方法であって、
ａ．導体フィルム上に熱硬化性前駆体層を初めにコーティングし、その後、雄型によって熱硬化性前駆体層をエンボス加工するか、あるいは熱硬化性前駆体層を画像露光して非露光領域を除去することによって、マイクロカップを形成する工程、
ｂ．そのように形成したマイクロカップのアレイを、誘電性溶媒または溶媒混合物中の帯電色素懸濁物を少なくとも含む誘電性流体によって充填する工程、
ｃ．マイクロカップを封止する工程、ならびに
ｄ．接着剤層を予めコーティングした第２の導体フィルムと、電気泳動セルの封止したアレイをラミネートする工程
を含んで成る方法。
（態様３０）  マルチカラーの電気泳動ディスプレイを製造する方法であって、
ａ．導体フィルム上に熱硬化性または熱可塑性前駆体組成物層を初めにコーティングし、その後、雄型によって前駆体層をエンボス加工するか、あるいは前駆体層を画像露光して非露光領域を除去することによって、マイクロカップを形成する工程、
ｂ．そのように形成したマイクロカップのアレイをポジ型フォトレジストの層とラミネートする工程、
ｃ．ポジ型フォトレジストを画像露光して所定領域においてマイクロカップを選択的に開口する工程、
ｄ．第１カラーの染料または色素分散物を含む誘電性溶媒または溶媒混合物中の白色色素分散物を少なくとも含んで成る誘電性流体を開口したマイクロカップに充填する工程、
ｅ．マイクロカップを封止して、第１カラーの該誘電性溶媒または溶媒混合物中の該白色色素分散物を含む、閉じた電気泳動セルを形成する工程、
ｆ．必要な場合に、異なる領域において工程ｃ）〜ｅ）を繰り返し、異なるカラーの電気泳動流体を含むマイクロカップのグループを形成する工程、
ｇ．存在する場合には、残っているポジ型フォトレジストを除去する工程、ならびに
ｈ．接着剤層を予めコーティングした第２の透明な導体フィルムと、電気泳動セルの封止したアレイをラミネートする工程
を含んで成る方法。
（態様３１）  適切に規定された寸法、形状およびアスペクト比を有する複数のセルを有するマイクロカップアレイを含んで成る電気泳動ディスプレイであって、該セルには、誘電性溶媒または溶媒混合物中に分散した帯電色素粒子が充填されており、マイクロカップアレイは、ＵＶ硬化性樹脂を用いるトランスファーキャスティングにより形成されている、電気泳動ディスプレイ。
態様３１において、前記封止層は、電気泳動流体の比重より小さい比重を有する封止組成物から形成され得る。
【００１１】
詳細な説明
次に、以下の定義および実施例のみを用いて参照することによって本発明を詳細に説明する。本明細書において言及される全ての特許および刊行物は参照することにより明示的に組み込まれる。
【００１２】
定義
本明細書において、全ての技術的な用語は、特に断らない限り、それらが一般的に使用されているように、また、当該分野の当業者に理解されるように、従来から用いられている定義に基づいて使用する。本明細書にて使用する際、以下の用語または略語は、単数形または複数形で用いるとに拘らず、下記の意味を有するものとする。
【００１３】
用語「マイクロカップ(micro-cup)」は、トランスファーキャスティング（またはトランスファー成形もしくは流延）により形成されるカップ状の窪み（または凹部、indentation）である。
用語「セル」は、本発明に関連して、シールされたマイクロカップから形成される単一のユニットを意味することを意図する。セルには、溶媒または溶媒混合物中で分散する帯電色素粒子が充填されている。
用語「適切に規定された」は、マイクロカップまたはセルについて記載する場合、マイクロカップまたはセルが、製造プロセスの特定のパラメーターに基づいて予め決められる明確な形状、寸法およびアスペクト比を有することを意味することを意図する。
用語「アスペクト比」は、電気泳動ディスプレイの分野では一般的に知られた用語である。本願においては、マイクロカップの直径または幅に対する深さの比である。
【００１４】
好ましい態様
本発明の電気泳動ディスプレイは、図１に示すように、２つの電極プレート（１０、１１）（少なくとも一方（１０）は透明である）および２つの電極の間で閉じ込められた適切に規定されたセル（１２）の層を有して成る。セルは、適切に規定された形状および寸法を有し、着色された誘電性溶媒中に分散した帯電色素粒子で満たされている。２つの電極間に電圧差を加えると、帯電した粒子は一方の側へ移動し、色素の色または溶媒の色が透明導体フィルムを介して見えるようになる。２つの導体の少なくとも一方はパターン形成されている。そのような電気泳動ディスプレイの製造方法は幾つかの特徴を含む。
【００１５】
Ｉ．マイクロカップの製造
雄型の製造
雄型（２４）は、例えばフォトレジスト・プロセスおよびその後のエッチングまたは電気メッキなどの、任意の適切な方法によって製造できる。雄型の代表的な例を図２に示す。雄型のマスターテンプレートは、例えば電気メッキなどの任意の適切な方法によって製造できる。電気メッキを用いて、ガラスベースにクロムインコネルのようなシード・メタルの薄い層（典型的には３０００オングストローム）をスパッタ形成する。次に、フォトレジストの層により被覆して、ＵＶに曝露する。マスクをＵＶとフォトレジストの層との間に配置する。フォトレジストの露光領域は硬化状態となる。次に、非露光領域を適当な溶媒によって洗浄して除去する。残った硬化フォトレジストを乾燥し、シード・メタルの薄層をスパッタ形成する。このようにして電鋳用のマスターが完成する。電鋳用の典型的な材料はニッケル・コバルトである。別法では、マスターは、「コンティニュアス・マニュファクチャリング・オブ・シン・カバー・シート・オプティカル・メディア（Continuous manufacturing of thin cover sheet optical media）」（SPIE Proc.）第１６６３巻、第３２４頁（１９９２年）に記載されているように無電解ニッケル付着またはニッケルスルファメート電鋳によってニッケルにより形成してよい。型（２２）のフロア（底部分）は典型的には約５０〜４００ミクロンである。マスターは、ｅ（電子）−ビーム・ライティング、ドライ・エッチング、ケミカル・エッチング、レーザー・ライティングまたはレーザー・インタフェアランス（laser interference）（例えば「リプリケーション・テクニクス・フォー・マイクロ−オプティックス（Replication techniques for micro-optics）」（SPIE Proc.）第３０９９巻、第７６−８２頁（１９９７年）に記載されているようなもの）を含む他のマイクロエンジニアリング技術を用いて形成することもできる。別法では、型は、プラスチック、セラミックまたは金属を用いるフォトマシニング（photomachining、光学的加工）によって形成できる。
【００１６】
以上のようにして作製された雄型（２４）は、典型的には、約１〜５００ミクロン、好ましくは約２〜１００ミクロン、最も好ましくは約４〜５０ミクロンの間の突出部（２０）を有する。雄型は、ベルト、ローラーまたはシートの形態であってよい。連続的に製造するためには、ベルトタイプの型が好ましい。
【００１７】
マイクロカップ形成
マイクロカップは、バッチ式プロセスまたは連続的なロール・トゥ・ロール式プロセスのいずれでも形成し得る。後者によれば、電気泳動ディスプレイまたは液晶ディスプレイにおいて使用されるコンパートメント（区画）を製造するための、連続的な低コスト、高生産性製造技術が提供される。このプロセスを図３に示す。ＵＶ硬化性樹脂を塗布するに先立って、所望または必要であれば、型分離（demold；または離型）プロセスを支援するために、離型剤を用いて型を作製し得る。ＵＶ硬化性樹脂（３０）はディスペンス前に脱気されていてよく、また、オプションとして溶媒を含んでいてよい。溶媒は、存在する場合であっても、容易に蒸発する。ＵＶ硬化性樹脂（３０）は、任意の適切な手段、例えばコーティング、浸漬（ディップ）、流し込み等によって、雄型（２４）の上にディスペンスされる。ディスペンサ（３２）は、可動式または固定式（または静止型）であってよい。付着促進特性を有するプラスチック基材またはトランスファーシート（３４）をＵＶ硬化性樹脂に重ねる。
【００１８】
マイクロカップの製造に用いる熱可塑性物または熱硬化物の前駆体は、多官能性のアクリレートまたはメタクリレート、ビニルエーテル、エポキシドおよびそのオリゴマー、ポリマー等であってよい。多官能性アクリレートおよびそのオリゴマーが最も好ましい。多官能性エポキシドおよび多官能性アクリレートの組み合わせも非常に有用であり、望ましい物理的−機械的性質を達成できる。エンボス加工したマイクロカップの耐屈曲性を向上させるために、可撓性を付与する架橋可能オリゴマー、例えばウレタンアクリレートまたはポリエステルアクリレートも通常加える。この組成物は、ポリマー、オリゴマー、モノマーおよび添加剤を含んでよく、あるいはオリゴマー、モノマーおよび添加剤のみを含んでよい。適当な樹脂の例には、アクリル、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート等）、ポリアラミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリスルホン、エポキシ、およびこれらの混合物（または複合体）が含まれるが、これらに限定されるものではない。更なる樹脂は、多価アクリレートまたはメタクリレート、ビニルベンゼン、ビニルシランおよびビニルエーテルを含む多価ビニル、多価エポキシド、多価アリル、ならびに架橋可能な官能基を含むオリゴマーおよびポリマー等である。
【００１９】
この種の材料のガラス転移温度（またはＴｇ）は、通常、約−７０℃〜約１５０℃、好ましくは約−２０℃〜約５０℃の範囲にある。マイクロエンボス加工処理は、典型的にはＴｇより高い温度で実施する。加熱した雄型または型を押し付ける加熱したハウジング基材を使用して、マイクロエンボス加工の温度および圧力を制御することができる。
【００２０】
適当なプラスチックは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルフルオライド、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリスルホン、エポキシ、およびこれらの混合物（または複合体）である。必要であれば、樹脂とプラスチックとの間に適切な接合を確保し、マイクロカップのフロア厚さを制御するために圧力を加えてよい。圧力は、貼合せ（ラミネート）ローラー、真空成形、プレス装置または任意の他の同様の手段を用いて加え得る。雄型が金属製で不透明な場合、プラスチック基材は、典型的には、樹脂を硬化させるために用いる化学線に対して透明である。反対に、雄型が透明であり、プラスチック基材が化学線に対して不透明であってよい。成形形状をトランスファーシートに良好に転写するためには、プラスチック基材は、ＵＶ硬化性樹脂に対して良好な付着性を有する必要がある。オプションとして、型または前駆体組成物（例えば硬化性樹脂）を４０℃〜約２００℃に加熱してよい。
【００２１】
II．懸濁物／分散物の調製
マイクロカップには、誘電性溶媒中に分散させた帯電色素粒子が充填されている。この分散物は当該技術分野において周知の方法（例えば米国特許第６，０１７，５８４号、第５，９１４，８０６号、第５，５７３，７１１号、第５，４０３，５１８号、第５，３８０，３６２号、第４，６８０，１０３号、第４，２８５，８０１号、第４，０９３，５３４号、第４，０７１，４３０号、第３，６６８，１０６号ならびにアイ・イー・イー・イー・トランス・エレクトロン・デバイシィーズ（IEEE Trans. Electron Devices）ＥＤ−２４、８２７頁（１９７７年）およびジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（J. Appl. Phys.）４９（９）、４８２０頁（１９７８年））に基づいて調製できる。帯電色素粒子は、それが中で懸濁する媒体と視覚的にコントラストを為す。その媒体は、粒子の大きい移動度のためには、好ましくは小さい粘度および約２〜約３０、好ましくは約２〜約１５の範囲にある誘電率を有する誘電性溶媒である。適当な誘電性溶媒の例には以下のものが含まれる：炭化水素、例えばデカヒドロナフタレン（デカリン（DECALIN））、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油；芳香族炭化水素、例えばトルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼンおよびアルキルナフタレン；ハロゲン化溶媒、例えばパーフルオロデカリン、パーフルオロトルエン、パーフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオライド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロ−ベンゼン、ジクロロノナン、ペンタクロロベンゼンならびにパーフルオロ溶媒、例えばＦＣ−４３、ＦＣ−７０およびＦＣ−５０６０（３Ｍ社（ミネソタ州セントポール）製）；低分子量のハロゲン含有ポリマー、例えばポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）（ティシーアイ・アメリカ（TCI America、オレゴン州ポートランド）製）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、例えばハロカーボン・オイルズ（Halocarbon Oils）（ハロカーボン・プロダクト社（ニュージャージー州リバーエッジ）製）、パーフルオロポリアルキルエーテル、例えばガーデン（Galden）（オーシモント（Ausimont）製）またはクライトックス・オイル（Krytox Oils）およびグリーシーズＫ−フルイッド・シリーズ（Greases K-Fluid Series）（デュポン（デラウェア州）製）。１つの好ましい態様では、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）を誘電性溶媒として使用する。もう１つの好ましい態様では、ポリ（パーフルオロプロピレンオキサイド）を誘電性溶媒として使用する。
【００２２】
懸濁媒体は、染料または色素（顔料）により着色してよい。ノニオン性アゾおよびアントラキノン染料が特に有用である。有用な染料の例には次のものが含まれるが、それらに限定されるものではない：オイル・レッド（Oil Red）ＥＧＮ、スーダン・レッド（Sudan Red）、スーダン・ブルー（Sudan Blue）、オイル・ブルー（Oil Blue）、マクロレックス・ブルー（Macrolex Blue）、ソルベント・ブルー（Solvent Blue）３５、ピラム・スピリット・ブラック（Pylam Spirit Black）およびファスト・スピリット・ブラック（Fast Spirit Black）（ピラム・プロダクツ（Pylam Products）社（アリゾナ州）製）、スーダン・ブラック（Sudan Black）Ｂ（アルドリッチ（Aldrich）製）、サーモプラスチック・ブラック（Thermoplastic Black）Ｘ−７０（バスフ（BASF）製）、アントロキノン・ブルー（anthroquinone blue）、アントロキノン・イェロー（anthroquinone yellow）１１４、アントロキノン・レッド（anthroquinone red）１１１，１３５、アントロキノン・グリーン（anthroquinone green）２８（アルドリッチ製）。非溶解性色素の場合、媒体の色をもたらす色素粒子を誘電性媒体中に分散させてもよい。これらの色粒子は帯電していないのが好ましい。媒体中で色を生じさせる色素粒子が帯電している場合、帯電色素粒子（または帯電着色粒子）の電荷と反対の電荷を帯びているのが好ましい。双方の種類の色素粒子が同じ電荷を帯びている場合、これらは、異なる電荷密度または異なる電気泳動移動度を有する必要がある。いずれにせよ、媒体の色を生じさせる染料または色素は、化学的に安定であり、また、懸濁物中の他の成分との適合性を有する必要がある。また、染料グラフトポリマーなどのポリマー性色素、またはオリゴマー／モノマーでグラフト化された色素などのグラフト色素が用いられ得る。
【００２３】
色素粒子は、有機色素であっても、無機色素であってもよく、例えばＴｉＯ２、フタロシアニン・ブルー（phthalocyanine blue）、フタロシアニン・グリーン（phthalocyanine green）、ジアリリド・イェロー（diarylide yellow）、ジアリリド（diarylide）ＡＡＯＴイェロー（Yellow）、およびキナクリドン（quinacridone）、アゾ（azo）、ローダミン（rhodamine）、ペリレン（perylene）色素シリーズ（サン・ケミカル（Sun Chemical）製）、ハンサ・イェロー（Hansa yellow）Ｇパーティクルズ（particles）（関東化学製）、カーボン・ランプブラック（Carbon Lampblack）（フィッシャー（Fisher）製）であってよい。サブミクロンの粒子寸法が好ましい。粒子は、許容できる光学的性質を有する必要があり、誘電性溶媒によって膨潤したり、軟化してはならず、また、化学的に安定である必要がある。得られる懸濁物は、通常の使用条件において、沈降、クリーミングまたは凝集に抗して安定である必要がある。
【００２４】
色素粒子は、元々電荷を示しても、あるいは帯電制御剤を用いて顕在化するように帯電させてもよく、あるいは誘電性溶媒に懸濁させた時に電荷を得てもよい。適当な帯電制御剤は、当該技術分野において周知であり、本来的にポリマー性のものであっても、非ポリマー性のものであってもよく、また、イオン性または非イオン性であってもよく、以下のイオン性界面活性剤が含まれる：エアロゾル(Aerosol)ＯＴ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ＯＬＯＡ１２００（シェブロン・ケミカル（Chevron Chemical）社製）、金属石鹸（例えば塩基性石油スルホン酸カルシウム、塩基性アルキルサリチル酸カルシウム、アルキルサリチル酸亜鉛）、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート（ダウファックス（Dowfax）界面活性剤、ダウ・ケミカル（Dow Chemical）製）、ポリブテンスクシンイミド、無水マレイン酸コポリマー、ビニルピリジンコポリマー、ビニルピロリドンコポリマー（例えばガネックス(Ganex)、インターナショナル・スペシャルティ・プロダクツ(International Specialty Products)製）、（メタ）アクリル酸コポリマー、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートコポリマー。フルオロ界面活性剤は、パーフルオロカーボン溶媒における帯電制御剤として特に有用である。それには、ＦＣフルオロ界面活性剤、例えばＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−１７１、ＦＣ−１７６、ＦＣ４３０、ＦＣ４３１およびＦＣ−７４０（３Ｍ社製）およびゾニル（Zonyl）フルオロ界面活性剤、例えばゾニル（Zonly）ＦＳＡ、ＦＳＥ、ＦＳＮ、ＦＳＮ−１００、ＦＳＯ、ＦＳＯ−１００、ＦＳＤおよびＵＲ（デュポン製）が含まれる。
【００２５】
適当な帯電色素分散物（またはディスパーション）は、いずれの周知の方法で製造してもよく、そのような方法には、粉砕（grinding）、摩砕（milling）、摩擦（attriting）、マイクロ流動化（microfluidizing）および超音波を利用する技術が含まれる。例えば、微粉末の形態の色素粒子を懸濁溶媒中に加え、得られる混合物をボールミルで数時間粉砕または摩滅させて、非常に凝集した乾燥色素粉末を一次粒子に解砕する。好ましい程度は劣るが、懸濁媒体の色を発生する染料または色素をボールミル処理の間、懸濁物に加えてよい。
【００２６】
色素粒子の沈降またはクリーミングは、誘電性溶媒の比重に適合する適当なポリマーによる粒子のマイクロカプセル化によって解消できる。色素粒子のマイクロカプセル化は、化学的または物理的に行うことができる。典型的なマイクロカプセル化方法には、界面重合、イン・シトゥー重合、相分離、コアセルベーション、静電コーティング、噴霧乾燥、流動床コーティングおよび溶媒蒸発が含まれる。
【００２７】
黒／白電気泳動ディスプレイの場合、懸濁物は、黒色溶媒中に分散した酸化チタン（ＴｉＯ２）の帯電白色粒子または誘電性溶媒中に分散した帯電黒色粒子を含む。黒色染料または染料混合物、例えばピラム・スピリット・ブラックおよびファスト・スピリット・ブラック（ピラム・プロダクツ社(アリゾナ州)製）、スーダン・ブラックＢ（アルドリッチ製）、サーモプラスチック・ブラックＸ−７０（バスフ製）または非溶解性黒色色素、例えばカーボンブラックを使用して溶媒の黒色を発現させることができる。他の着色した懸濁物の場合、多くの可能性がある。減法表色系場合、帯電ＴｉＯ２粒子をシアン、イェローまたはマゼンタ色の誘電性溶媒に懸濁させてよい。シアン、イェローまたはマゼンタ色は、染料または色素を使用することによって発現させることができる。加法表色系の場合、染料または色素を使用することによって発現させた赤、緑または青色の誘電性溶媒中に帯電ＴｉＯ２粒子を懸濁させてよい。赤、緑、青の表色系が大部分の用途に好ましい。
【００２８】
III．マイクロカップのシーリング
マイクロカップのシーリング（または封止）は、幾つかの方法で実施できる。好ましい方法は、多官能性アクリレート、アクリル化オリゴマーおよび光開始剤を含むＵＶ硬化性組成物を、着色誘電性溶媒中に分散している帯電色素粒子を含む電気泳動流体内に分散させる方法である。ＵＶ硬化性組成物は、誘電性溶媒に対して非混和性であり、誘電性溶媒および色素粒子より小さい比重を有する。２つの成分、ＵＶ硬化性組成物および電気泳動流体をインラインミキサーで十分にブレンドして、精密なコーティング機構、例えばマイラド・バー（Myrad bar）、グラビア印刷、ドクター・ブレード、スロット・コーティングまたはスリット・コーティングによってマイクロカップ上に直ちに被覆する。ワイパーブレードまたは同様のデバイスを用いて過剰の流体を掻きとって除去する。少量の弱い溶媒または溶媒混合物、例えばイソプロパノール、メタノールまたはその水溶液を使用してマイクロカップの仕切壁の上部表面の電気泳動流体の残留分を除去してよい。揮発性有機溶媒を使用して電気泳動流体の粘度および被覆率（coverage）を制御してよい。このようにして充填したマイクロカップを乾燥すると、ＵＶ硬化性組成物は電気泳動流体の上部に浮かんでくる。それが上に浮かんでくる間、またはその後、上澄部のＵＶ硬化性層を硬化することによってマイクロカップを封止できる。ＵＶまたは他の形態の放射線、例えば可視光、ＩＲおよび電子線ビームを使用して硬化してマイクロカップをシールしてもよい。別法では、適当な場合、熱または湿気（または水分）硬化性組成物を用いる場合には、熱または湿気を利用して硬化してマイクロカップをシールしてもよい。
【００２９】
アクリレートモノマーおよびオリゴマーに対して望ましい密度および溶解度差を示す誘電性溶媒の好ましいグループは、ハロゲン化炭化水素およびその誘導体である。界面活性剤を使用して、電気泳動流体とシーリング物質との間の界面における濡れおよび付着を改善することができる。有用な界面活性剤には、ＦＣ界面活性剤（３Ｍ社製）、ゾニル(Zonyl)フルオロ界面活性剤（デュポン製）、フルオロアクリレート、フルオロメタクリレート、フッ素置換長鎖アルコール、パーフルオロ置換長鎖カルボン酸およびそれらの誘導体が含まれる。
【００３０】
別法では、シーリング前駆体が誘電性溶媒と少なくとも部分的に適合性（または相溶性）である場合、電気泳動流体およびシーリング前駆体をマイクロカップ内に順に被覆してもよい。従って、マイクロカップのシーリングは、放射線、熱、湿気または界面反応によって硬化する熱硬化物の前駆体の薄層をオーバーコートし、充填したマイクロカップの表面で硬化することによって行うことができる。界面重合およびその後のＵＶ硬化は、シーリング方法に非常に有用である。電気泳動層とオーバーコートとの間の混合は、界面重合によって界面に薄いバリヤー層を形成することによって相当抑制される。この場合、好ましくはＵＶ照射または他の化学線照射による、後硬化工程によってシーリングが完了する。混合を更に減らすために、オーバーコートの比重が電気泳動流体の比重より相当小さいことが非常に望ましい。揮発性有機溶媒を使用して、コーティングの粘度および厚さを調節することができる。揮発性溶媒をオーバーコートにて使用する場合、揮発性溶媒は誘電性溶媒と非混和性であるのが好ましい。使用する染料が熱硬化物の前駆体において少なくとも部分的に溶解する場合、２段階オーバーコートプロセスが特に有用である。
【００３１】
IV．モノクロ電気泳動ディスプレイの製造
このプロセスを図４に示すようなフローダイアグラムによって説明する。同じ色の組成物の懸濁物によって全てのマイクロカップを充填する。このプロセスは、以下の工程を含んで成る連続的なロール・トゥ・ロール・プロセスとすることができる：
１．上述のようにしてマイクロカップを形成する。要約すれば、雄型にＵＶ硬化性組成物をトランスファーキャスティングし、組成物を硬化させ、そして、形成された部品をトランスファーシートを用いて型分離することにより、マイクロカップを製造する。このプロセスはバッチ式またはロール・トゥ・ロール式であってよい。
２．硬化性樹脂層を適当な手段によって硬化する好ましくはその間またはその後、硬化した樹脂層から型を離す。
３．着色誘電性溶媒と非相溶性であり、着色誘電性溶媒および色素粒子より小さい比重を有する熱硬化物の前駆体を少なくとも含む着色誘電性溶媒中の帯電色素分散物（６４）を、上述のように形成したマイクロカップ（６３）のアレイに充填する。
４．熱硬化物の前駆体が分離して液相の上部に上澄相を形成する間またはその後、好ましくはＵＶ（６５）のような放射線によって、または熱もしくは湿気によって、熱硬化物の前駆体を硬化させることによってマイクロカップをシールし、そのようにして、着色誘電性溶媒中の色素分散物を含む閉じた電気泳動セルを形成する。
５．感圧接着剤、ホットメルト接着剤、熱、湿気または放射線硬化性接着剤であってよい接着剤層（６７）を予め被覆した第２導体フィルム（６６）によって電気泳動セルのシールしたアレイをラミネートする。
【００３２】
ラミネートの接着剤は、上部の導体フィルムが放射線に対して透明である場合には、それを介してＵＶ（６８）のような放射線によって後硬化させてよい。出来あがったプロダクトを積層工程の後に切断し（６９）、組立ててよい。
【００３３】
上述のマイクロカップの形成は、バッチ式製法である別の方法によって置換するのが好都合である場合がある。別法では、マイクロカップのシールは、熱硬化物の前駆体組成物の層を電気泳動流体の表面の上に直接にオーバーコートして硬化させることによって行ってもよい。
【００３４】
Ｖ．マルチカラー電気泳動ディスプレイの製造
マルチカラー電気泳動ディスプレイの製造の場合、異なる色の懸濁物を含むマイクロカップを形成するために追加の工程が必要である。これらの追加の工程には次のものが含まれる：
（１）除去可能支持体、例えばＰＥＴ−４８５１（セント−ゴベイン（Saint-Gobain）製、マサチューセッツ州ウスター）、ノボラックポジフォトレジスト、例えばマイクロポジット（Microposit）Ｓ１８１８（シップレイ（Shipley）製）およびアルカリ現像性（alkali-developable）接着剤層、例えばナコー（Nacor）７２−８６８５（ナショナル・スターチ（National Starch）製）およびカーボセット（Carboset）５１５（ＢＦグッドリッチ（Goodrich）製）の混合物から少なくとも成るポジとして作用するドライフィルムフォトレジストを、既に形成したマイクロカップに積層すること、
（２）フォトレジストの画像露光によって、ある数のマイクロカップを選択的に開口し、除去可能支持体フィルムを除去し、現像液、例えば希釈したマイクロポジット３５１現像液（シップレイ製）によってポジ型フォトレジストを現像すること、
（３）帯電白色色素（ＴｉＯ２）粒子および第１原色の染料または色素を含む電気泳動流体を開いたカップに充填すること、および
（４）モノクロディスプレイの製造にて説明したように、充填したマイクロカップをシールすること。
これらの追加の工程を繰り返して第２および第３の原色の電気泳動流体を充填したマイクロカップを形成する。
【００３５】
より詳しくは、マルチカラー電気泳動ディスプレイは、図５に示すような工程に基づいて製造できる：
１．既に上述したように、ＵＶ硬化性樹脂（７０）を用いて導体フィルム（７１）上にマイクロカップを形成する。
２．好ましくは、硬化性樹脂層が硬化する間、またはその後、硬化した樹脂層から型を外す。
３．少なくとも接着剤層（７３）、ポジフォトレジスト（７４）および除去可能プラスチックカバーシート（図示せず）を有して成るポジ型ドライフィルムフォトレジストをそのように形成したマイクロカップ（７２）のアレイに積層する。
４．ＵＶ、可視光、または他の放射線によってポジ型フォトレジストを画像露光し（図５ｂ）、カバーシートを除去し、現像して露光領域においてカップを開く。工程３および４の目的は、所定領域においてマイクロカップを選択的に開くことである（図５ｃ）。
５．開いたマイクロカップに、少なくとも第１の原色の染料または色素および熱硬化物の前駆体（７６）（溶媒と非相溶性であり、溶媒および色素粒子より小さい比重を有する）を含む誘電性溶媒中の帯電した白色色素分散物（７５）を充填する。
６．マイクロカップをシールして、熱硬化物の前駆体が分離して液相の上部に上澄相を形成する（図５ｄ）間またはその後、熱、湿気、または例えばＵＶなどの放射線によって熱硬化物の前駆体を硬化させることによって、第１の原色の電気泳動流体を含む、閉じた電気泳動セルを形成する。このシール工程にはＵＶ硬化が好ましい。
７．上述の工程４〜６を繰り返して、異なる領域に異なる色の電気泳動流体を含む、適切に規定されたセルを形成してよい（図５ｄ〜５ｆ）。
８．第２の予めパターン形成した透明導体フィルム（７７）（感圧接着剤、ホットメルト接着剤、熱、湿気または放射線硬化性接着剤であってよい接着剤層（７８）を予め被覆してある）に対して位置合わせした状態で電気泳動セルのシールしたアレイをラミネートする。
９．接着剤を硬化させる。
【００３６】
上述のプロセスにおいて説明したマイクロカップの形成は、バッチ式製法である別の方法によって置換するのが好都合である場合がある。別法では、マイクロカップのシールは、熱硬化物の前駆体物質の層を液相の表面の上に直接被覆することによって行ってもよい。
【００３７】
説明した本発明の方法によって製造されるディスプレイの厚さは、１枚の紙のように薄くすることができる。ディスプレイの幅は、被覆ウェブの幅（典型的には３〜９０インチ）である。ディプレイの長さは、ロールのサイズに応じて、数インチから何千フィートのいずれにもすることができる。
【００３８】
実施例
当業者が本発明をより明確に理解して実施できるように、以下に調製および実施例を説明する。これらは、本発明の範囲を制限するものと理解すべきではなく、単に、本発明を例示して代表するものであると理解すべきである。
【００３９】
実施例１
マイクロカップ用の液剤の調製
使用する液剤（液体調合物）は表１に示すものとした。使用に際し、液剤を超音波により１０分間脱気した。調合物Ｘ−０２１では、底部フロアが、調合物Ｘ−０２３またはＸ−０２４よりも厚いマイクロカップが形成された。
【００４０】
【表１】
2006259771.tif 000003
【００４１】
液剤は可動式または固定式のディスペンサを用いて簡便に分散できる。固定式ディスペンサを用いれば、雄型の有する形状へのコーティングを厳密に制御（doctoring）することができる。
【００４２】
実施例２
マイクロカップの製造
４つの四分割域（quartran）を有する雄型をリソグラフィ技術により作製し、図６に示す寸法を有するマイクロカップを得た。雄型は主にニッケルから成り、突出部（または凸部）は約１０μｍの高さである。離型剤、特にフレコテ（Frekote、登録商標）７００−ＮＣを使用して型を作製した。所望の液剤（例えば、実施例１に記載されるようなもの）を、数適、マイクロピペットを用いて雄型に滴下した。その後、ポリエチレンテレフタレートフィルム（マイラー（Mylar、登録商標）またはメリネクス（Melinex、登録商標）フィルム（デュポン製））を、被覆した雄型にラミネートした。ラミネートには、一組のマッチング・ラバー（ゴム）ローラーを有するＧＢＣラミネーターを使用した。ローラーの温度は６０℃に設定し、速度は１〜３０フィート／分とした。コーティングにＵＶ光を、ＰＥＴフィルムを介して５分間照射した。
【００４３】
本発明の技術によって作製されたマイクロカップの寸法を表２に示す。調合物Ｘ−０２１では、底部フロアがより厚い（約１０μｍ）マイクロカップが形成され、調合物Ｘ−０２３およびＸ−０２４では、フロアがより薄い（約５μｍ未満）マイクロカップが形成された。
【００４４】
【表２】
2006259771.tif 000004
【００４５】
本発明の特定の態様を参照して本発明を説明したが、本発明の概念および範囲から逸脱することなく、種々の変更を為すことができ、また、等価物を代用できることが当業者によって理解されよう。特定の状況、材料、組成物、方法、方法の１またはそれ以上の工程、本発明の目的、概念および範囲に適合するように多くの改変を為し得る。そのような改変は全て上記態様１〜３１の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の電気泳動ディスプレイの模式図である。
【図２】図２は、トランスファー用の型、即ち雄型の模式図である。
【図３】図３は、ＵＶ硬化性組成物を雄型上にトランスファーキャスティングすることによる製造プロセスの代表的な例である。
【図４】図４は、黒／白電気泳動ディスプレイまたは他の単一色電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ａ】図５ａは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｂ】図５ｂは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｃ】図５ｃは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｄ】図５ｄは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｅ】図５ｅは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｆ】図５ｆは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図５ｇ】図５ｇは、マルチカラー電気泳動ディスプレイを製造する場合のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の方法により製造される典型的なマイクロカップのアレイを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１１  電極プレート
１２  セル
【図１】
2006259771.tif 000005
【図２】
2006259771.tif 000006
【図３】
2006259771.tif 000007
【図４】
2006259771.tif 000008
【図５ａ】
2006259771.tif 000009
【図５ｂ】
2006259771.tif 000010
【図５ｃ】
2006259771.tif 000011
【図５ｄ】
2006259771.tif 000012
【図５ｅ】
2006259771.tif 000013
【図５ｆ】
2006259771.tif 000014
【図５ｇ】
2006259771.tif 000015
【図６】
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