(57)【要約】複数のセルを含み、該セルの各々が周囲の仕切壁と、セル内に充填されたエレクトロクロミック流体または電解流体と、該流体を各セル内に閉じ込め、および仕切壁の表面に封止的に付着するポリマー性封止層とを含む、エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイ。マイクロカップはエンボス加工または画像露光により形成される。
2005538424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイであって、複数のセルを含み、該セルの各々が、
（ａ）周囲の仕切壁、
（ｂ）セル内に充填されたエレクトロクロミック流体または電解流体、および
（ｃ）エレクトロクロミック流体または電解流体を各セル内に閉じ込め、および仕切壁の表面に封止的に付着するポリマー性封止層
を含む、ディスプレイ。
【請求項２】
前記エレクトロクロミック流体または電解流体が部分的に充填されている、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記ポリマー性封止層が前記部分的に充填されたエレクトロクロミック流体または電解流体と接触している、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記電解流体が溶媒中またはポリマーマトリックス中に溶解した金属塩を含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記金属塩が銀塩である、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記銀塩がハロゲン化銀または硝酸銀である、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記ポリマーマトリックスが、ポリ（エチレンオキシド）、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ゼラチン、アラビアゴムおよびそれらのコポリマーからなる群から選択される材料で形成される、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記溶媒が非水溶媒である、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記非水溶媒がジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミド（ＤＥＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＡ）、Ｎ−メチルプロピオン酸アミド、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、ジメトキシメタン（ＤＭＥ）、グリセリンカーボネート、２−メチルグルタロニトリルおよびγ−ブチロラクトンからなる群から選択される、請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記溶媒が水性溶媒および非水溶媒の混合物である、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記金属塩の濃度が約０．０３〜約２．０ｍｏｌ／リットルである、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記金属塩の濃度が約０．０５〜約２．０ｍｏｌ／リットルである、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
前記電解流体が支持電解質を更に含む、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記支持電解質がハロゲン化リチウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化カルシウムまたはハロゲン化４級アンモニウム塩である、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記支持電解質の濃度が前記銀塩の約０．５〜約５倍である、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
前記エレクトロクロミック流体がレドックス発色団、電解質および不活性溶媒を含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
前記レドックス発色団がビオロゲン誘導体である、請求項１６に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
前記ビオロゲンがビス（２−ホスホノエチル）−４，４’−ビピリジニウムジクロリドである、請求項１７に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
前記電解質が過クロム酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、リチウムトリフレート（Ｌｉ（Ｆ３ＣＳＯ３））またはテトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）トリフレートである、請求項１６に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記不活性溶媒がγ−ブチロラクトンまたは３−メトキシプロピオニトリルである、請求項１６に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
前記エレクトロクロミック流体がルチル酸化チタン、ＢａＳＯ４または酸化亜鉛の白色色素粒子を更に含む、請求項１６に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイであって：
ａ）少なくとも一方が透明である上部電極板および底部電極板、ならびに
ｂ）２つの電極間に閉じ込められた複数のセルであって、該セルの各々が
（i）周囲の仕切壁、
（ii）セル内に充填されたエレクトロクロミック流体または電解流体、および
（iii）エレクトロクロミック流体または電解流体を各セル内に閉じ込め、および仕切壁の表面に封止的に付着するポリマー性封止層
を含む、複数のセル
を含む、ディスプレイ。
【請求項２３】
前記セルの底部の厚さが約２μｍ以下である、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
前記セルの底部の厚さが約１μｍ以下である、請求項２３に記載のディスプレイ。
【請求項２５】
前記セルが熱可塑性物、熱硬化物またはそれらの前駆体を含む組成物から形成される、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項２６】
前記組成物がガス吸収物質を更に含む、請求項２５に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
前記ガス吸収物質が塩素、水素または酸素を吸収する物質である、請求項２６に記載のディスプレイ。
【請求項２８】
前記塩素、水素または酸素を吸収する物質がゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマーおよびノルボルネンからなる群から選択される、請求項２７に記載のディスプレイ。
【請求項２９】
前記組成物が水素化または酸化反応のための触媒を更に含む、請求項２７に記載のディスプレイ。
【請求項３０】
前記触媒がＣｏまたはＶの複合体である、請求項２９に記載のディスプレイ。
【請求項３１】
前記ＣｏまたはＶの複合体がＣｏアセトアセテート、Ｃｏアセチルアセトネート、ＶアセトアセテートまたはＶアセチルアセトネートである、請求項３０に記載のディスプレイ。
【請求項３２】
前記ポリマー性封止層が熱可塑性物、熱硬化物またはそれらの前駆体を含む組成物から形成される、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項３３】
前記組成物が塩素、水素または酸素を吸収する物質を更に含む、請求項３２に記載のディスプレイ。
【請求項３４】
前記塩素、水素または酸素を吸収する物質がゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマーおよびノルボルネンからなる群から選択される、請求項３３に記載のディスプレイ。
【請求項３５】
前記組成物が導電性ポリマーまたはそのドープされた誘導体の粒子もしくは繊維、カーボンブラック、グラファイト、金属酸化物または金属を更に含む、請求項３２に記載のディスプレイ。
【請求項３６】
前記封止層が縦方向導電性（電極フィルムに対して垂直な方向における導電性）および横方向導電性（電極フィルムに対して平行な方向における導電性）を有し、および該縦方向導電性は該横方向導電性より大きい、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項３７】
前記導電性粒子が約１〜約２０体積％の濃度を有する、請求項３５に記載のディスプレイ。
【請求項３８】
前記導電性粒子の濃度が約５〜約１５体積％である、請求項３７に記載のディスプレイ。
【請求項３９】
前記ポリマー性封止層が熱可塑性エラストマー、ジエンゴム、ポリウレタンまたはそれらのブロックコポリマーを含む組成物から形成される、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項４０】
前記熱可塑性エラストマーがクラトンポリマーである、請求項３９に記載のディスプレイ。
【請求項４１】
前記ジエンゴムがポリブタジエン、ポリクロロプレン、ポリイソプレンまたはポリ（スチレン−コ−ブタジエン）である、請求項３９に記載のディスプレイ。
【請求項４２】
前記組成物がメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルプロピルケトン、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、トルエン、キシレン、アルカン、例えばアイソパー溶媒、シクロヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、デカリン、ドデカンおよびドデシルベンゼンからなる群から選択される溶媒中にある、請求項３９に記載のディスプレイ。
【請求項４３】
前記上部電極板が前記ポリマー性封止層の上に接着剤層によりラミネートされている、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項４４】
前記接着剤層が、例えば塩素、水素または酸素を吸収する物質などのガス吸収物質を更に含む、請求項４３に記載のディスプレイ。
【請求項４５】
前記塩素、水素または酸素を吸収する物質がゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマーおよびノルボルネンからなる群から選択される、請求項４４に記載のディスプレイ。
【請求項４６】
前記ポリマー性接着剤層が導電性ポリマーまたはそのドープされた誘導体の粒子もしくは繊維、カーボンブラック、グラファイト、金属酸化物または金属を更に含む、請求項４３に記載のディスプレイ。
【請求項４７】
前記接着剤層が縦方向導電性（電極フィルムに対して垂直な方向における導電性）および横方向導電性（電極フィルムに対して平行な方向における導電性）を有し、および該縦方向導電性は該横方向導電性より大きい、請求項４３に記載のディスプレイ。
【請求項４８】
前記セルと前記底部電極板との間にプライマー層を更に含む、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項４９】
前記プライマー層が導電性ポリマーまたはそのドープされた誘導体の粒子もしくは繊維、カーボンブラック、グラファイト、金属酸化物または金属を含む、請求項４８に記載のディスプレイ。
【請求項５０】
前記プライマー層がガス吸収物質を含む、請求項４８に記載のディスプレイ。
【請求項５１】
前記エレクトロクロミックまたは電着流体が密度適合化反射性粒子を更に含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５２】
前記密度適合化反射性粒子がＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４またはシリカから形成される、請求項５１に記載のディスプレイ。
【請求項５３】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイを製造するための方法であって、
ａ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を予めパターン形成した雄型によりエンボス加工すること、
ｂ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を硬化させること、
ｃ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層から型を外すこと、
ｄ）このようにして形成したマイクロカップのアレイにエレクトロクロミックまたは電着流体を充填すること、および
ｅ）充填したマイクロカップを封止すること
の工程を含む、方法。
【請求項５４】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイを製造するための方法であって、
ａ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を予めパターン形成した雄型によりエンボス加工すること、
ｂ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を硬化させること、
ｃ）熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層から型を外すこと、
ｄ）マイクロカップを酸化剤または染色剤で処理すること、
ｅ）残留している酸化剤または染色剤を除去するため、処理したマイクロカップを溶媒または水性溶液ですすぐこと、
ｆ）このようにして形成したマイクロカップのアレイにエレクトロクロミックまたは電着流体を充填すること、および
ｅ）充填したマイクロカップを封止すること
を含む、方法。
【請求項５５】
前記酸化剤または染色剤はＯｓＯ４、ＫＭｎＯ４またはＫ２Ｃｒ２Ｏ７の溶液である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイを製造するための方法であって、
ａ）該放射線硬化性層を導体フィルム上にコートすること、
ｂ）放射線硬化性組成物の層を画像露光すること、
ｃ）現像液または溶媒により未露光領域を除去して、マイクロカップのアレイを現わすこと、
ｄ）マイクロカップにエレクトロクロミックまたは電着流体を充填すること、および
ｅ）充填したマイクロカップを封止すること
の工程を含む、方法。
【請求項５７】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイを製造するための方法であって、
ａ）エレクトロクロミックまたは電着流体および該エレクトロクロミックまたは電着流体より小さい比重を有するポリマー性封止組成物の分散物をマイクロカップに充填すること、および
ｂ）ポリマー性封止組成物が相分離してエレクトロクロミックまたは電着流体の上に上澄層を形成する間またはその後、ポリマー性封止組成物を硬化させることによってマイクロカップを封止すること
を含む、方法。
【請求項５８】
エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイを製造するための方法であって、
ａ）エレクトロクロミックまたは電着流体をマイクロカップに充填すること、
ｂ）エレクトロクロミックまたは電着流体上に、該エレクトロクロミックまたは電着流体と少なくとも部分的に非混和性であり、および該エレクトロクロミックまたは電着流体より小さい比重を有するポリマー性封止組成物をオーバーコートすること、および
ｃ）該ポリマー性封止組成物を硬化させることによってマイクロカップを封止すること
を含む、方法。
【請求項５９】
前記ポリマー性封止層がエレクトロクロミックまたは電解流体より小さい比重を有する組成物から形成される、請求項１に記載のエレクトロクロミックまたは電着ディスプレイ。
【請求項６０】
前記ポリマー性封止層がエレクトロクロミックまたは電解流体より小さい比重を有する組成物から形成される、請求項２２に記載のエレクトロクロミックまたは電着ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発明の分野
本発明はエレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ： electrochromic display）および電着ディスプレイ（ＥＤＤ： electrodeposition display）に関し、これらは２つの電極間に配置された電解流体を充填した複数の隔離したセルを各々含むものである。
【０００２】
関連技術の説明
エレクトロクロミックディスプレイおよび電着ディスプレイを含む電気化学ディスプレイが長年知られており、それらは反射型で、かつ非常に低い電圧で駆動可能であるので、例えばＰＤＡ（または携帯情報端末）およびｅ−ブック（または電子書籍）などの携帯型ディスプレイの用途に対して魅力的である。エレクトロクロミックディスプレイは非発光型ディスプレイデバイスであり、その動作は電気化学反応による光制御デバイスとしての反射光または透過光に基づくものであり、これは概して３つのタイプに分類される：溶液ベース、インターカレーション（例えば米国特許第６，１７２，７９４号および同第６，２４５，２６２号などに開示されるもの）およびナノ構造である。溶液ベースのエレクトロクロミックデバイスでは、有機エレクトロクロミック化合物（例えばビオロゲンの１種など）を電解液に溶解させ、そしてこの溶液を少なくとも１つの透明電極を含む電気化学セルに充填している。エレクトロクロミック化合物は、電子移動（還元または酸化）機構に基づいて、電極にてカラー（または着色）状態と無色状態との間で可逆的に変化する。このタイプのデバイスの難点には、レドックス活性種が電極に向かって拡散するのが遅いために応答速度が遅いこと、ならびに解像度が低いことおよび長期動作に対してはエレクトロクロミック種の安定性が許容できない程度となることがある。第２の部類のエレクトロクロミックデバイスは、導電ガラス基材上にコートした薄い金属酸化物膜中に小さなイオンを挿入（インターカレーション）する際に色が変化することに基づくものである。このタイプのデバイスの性能は金属酸化物膜中へのおよびそこから出てくるイオンの輸送速度に依存し、このため、スイッチング時間が比較的小さい領域でさえ数十秒のオーダーとなる。このタイプのエレクトロクロミックデバイスの他の不都合な点には、金属物層中へのイオン種の拡散がある程度不可逆的であるために色が退色することが含まれる。第３の部類のエレクトロクロミックディスプレイは、電気的発色団（electrochromophore）により改変（または修飾）されたナノ構造膜電極を用いるものである。このタイプのエレクトロクロミックディスプレイは（Fitzmauriceらの米国特許第６，３０１，０３８号；Cummingsらのジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリ・ビー（J. Phys. Chem. B）、１０４、１１４４９（２０００年）；およびU. Bachらのアドバンスド・マテリアルズ（Adv. Mater.）、１４、８４５（２００２年）に報告されているように）他の２つのタイプのものに対してコントラスト比、スイッチング速度および双安定性の点で改良されていることを示している。しかしながら、これら３つ全てのタイプのエレクトロクロミックデバイスはバッチ式プロセスでしか製造できず、更に、それらの解像度およびカラーアドレス性（addressability：アドレッサビリティ）は多くの用途につき依然として不十分のままである。
【０００３】
金属塩、特に銀塩の析出（または付着：deposition）／溶解に基づく電着ディスプレイ（ＥＤＤ）がエス・アイ・ディー  ０２  ダイジェスト（SID 02 Digest）、第３９〜４１頁および米国特許第５，７６４，４０１号、同第５，８６４，４２０号、同第５，８８０，８７２号および同第６，３３６，７５３号（これらは全てソニー株式会社に対して付与されている）に開示されている。代表的なＥＤＤは２つの電極と、ポリマーマトリックス、銀塩および可塑剤または溶媒から成るゲル電解質とを含んで成る。高い反射率を得るために、例えばＴｉＯ２分散物のような反射性材料がディスプレイセルに代表的に使用される。適当な電圧を印加することによって、ゲル電解質から金属粒子が透明電極上に析出して着色（またはカラーの）状態を示す。上述のＥＤＤはＥＣＤの不都合な点のいくつか（例えば応答時間およびコントラスト比）に対処するものであるが、その使用はある問題のために依然として制限されている。例えば、銀の析出をアドレス指定したピクセル内に限定するため、ピクセル間にバリアまたは仕切（もしくはパーティション）は存在しない。加えて、銀金属は電極全体に亘って析出する傾向にあり、このことは低い画像解像度をもたらす。画像解像度はセルギャップを小さくすることおよび書き込みパルス幅を最適化することによって改良され得るが、ＥＤＤのカラーアドレス性が大きな問題として残る。
【０００４】
上述の問題に鑑み、マイクロカップ技術に基づいて改良されたＥＣＤおよびＥＤＤが開発されている。マイクロカップに基づく電気泳動ディスプレイと同様、本発明のマイクロカップに基づくＥＣＤまたはＥＤＤは、２つの電極間に配置された電解流体が充填された複数の隔離したセル（またはマイクロカップ）を含む。この充填されたマイクロカップは、高い解像度およびカラーアドレス性を得るために、ワン・パスまたはトゥー・パスのプロセスによって封止材料で連続的に封止（またはシール）してよい。マイクロカップに基づくＥＣＤおよびＥＤＤの他の利点には、例えば衝撃または屈曲耐性、ロール・トゥ・ロール製造プロセスとの適合性、フォーマット・フレキシビリティおよび低コストなどの優れた物理的機械的性質が含まれる。
【０００５】
マイクロカップ技術および関連発明は同時継続出願、とりわけ、２０００年３月３日に出願された米国出願第０９／５１８，４８８号（国際公開第０１／６７１７０号に対応）、２００２年２月２８日に出願された米国出願公開２００２−０１３１１５２に対応する米国出願第１０／０８７，５２７号、２００１年８月２９日に出願された米国出願公開２００２−７５５５６に対応する米国出願第０９／９４２，５３２号（国際公開第０３／０１９２８０号に対応）、２００２年３月６日に出願された米国出願公開２００３−００５３１９０に対応する米国出願第１０／０９２，９３６号、２００２年６月２４日に出願された米国出願公開２００３−０００７２３８に対応する米国出願第１０／１７９，９９７号、２００１年２月１５日に出願された米国出願公開２００２−０１８２５４４に対応する米国出願第０９／７８４，９７２号（国際公開第０２／６５２１５号に対応）、２０００年６月２８日に出願された米国出願第０９／６０６，６５４号（国際公開第０２／０１２８１号に対応）、２００１年６月４日に出願された米国出願公開２００２−０１８８０５３に対応する米国出願第０９／８７４，３９１号（国際公開第０２／０９８９７７号に対応）、２００１年４月２３日に出願された米国出願公開２００２−０１７６９６３に対応する米国出願第０９／８４０，７５６号（国際公開第０２／０８６６１３号に対応）、２００２年８月２７日に出願された米国出願公開２００３−００４３４５０に対応する米国出願第１０／２２９，５３０号（国際公開第０３／０２１３４６号に対応）、２００３年４月２３日に出願された米国出願第１０／４２２，６０８号、２００３年７月１０日に出願された米国出願第１０／６１８，２５７号、および米国特許第６，５４５、７９７号に開示されている。これら全ては参照することにより本明細書に組み込まれる。
【発明の要旨】
【０００６】
本発明の第１の要旨は、適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比を有するマイクロカップから形成され、および上部電極板と底部電極板との間に挟まれるセルを含む電着またはエレクトロクロミックディスプレイを対象とするものである。このセルは電解流体が充填され、ポリマー性封止層により個々に封止される。
【０００７】
本発明の第２の要旨は、導体フィルム上にコートした熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を、予めパターン形成した雄型でエンボス加工し、続いて、熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層を放射、冷却、溶媒蒸発または他の手段により硬化させる間またはその後に該型を外す（またはリリースする）ことを含むマイクロカップの製造に関する。
【０００８】
本発明の第３の要旨は、導体フィルム上にコートした放射線硬化性層を画像露光し、続いて、露光した領域が硬化した後に未露光の領域を除去することにより、マイクロカップを形成することに関する。
【０００９】
本発明の第４の要旨は、例えば塩素、水素および酸素などのガスに対する吸収物質としての飽和していない成分または添加剤を含むマイクロカップ組成物に関する。このマイクロカップ組成物は水素化または酸化反応のための触媒を更に含んでいてよい。マイクロカップ材料にガス吸収剤を使用することによりディスプレイの寿命が向上する。
【００１０】
本発明の第５の要旨は、充填されたマイクロカップを封止するための方法に関する。封止組成物は熱可塑性物、熱硬化物またはその前駆体を含み、そして、例えば塩素、水素または酸素を吸収する物質などのガス吸収物質を更に含んでいてよい。また、封止組成物は電子移動反応を促進するために粒子形態の導電性添加剤またはフィラーを含んでいてもよい。本発明の１つの好ましい態様においては、封止層の導電性は異方性であり、および縦方向導電性（導電性フィルム面に対して垂直な電極−電解質方向における導電性）は横方向導電性（導電性フィルムに対して平行な方向における導電性）よりかなり大きい。
【００１１】
充填されたマイクロカップを封止する１つの好ましい方法においては、充填工程の前に封止組成物を電解流体中に分散させることによって封止を実施する。封止組成物は電解流体に対して非混和性（immiscible：または非相溶性）であり、および電解流体より小さい比重を有する。充填後、封止組成物が電解流体から相分離して、この流体の上部に上澄層を形成する。これがワン・パス・プロセスである。
【００１２】
充填されたマイクロカップを封止するもう１つの好ましい方法においては、電解流体を封止組成物でオーバーコートすることによって封止を実施できる。これがトゥー・パス・プロセスである。
【００１３】
これら２つの好ましい方法のいずれにおいても、マイクロカップの封止は溶媒蒸発、界面反応、湿気（または水分）、熱または放射線によって封止層を硬化させることにより簡便に実施される。ＵＶ放射は封止層を硬化させるのに好ましい方法であるが、封止の処理量を増加させるために上記のような硬化機構の２つまたはそれ以上を組み合わせて使用してよい。ディスプレイの性能を向上させるために添加剤、例えば界面活性剤、レベリング剤、フィラー、バインダー、粘度改質剤（低粘度化剤（thinning agent）または増粘剤）、共溶媒、抗酸化剤、染料または色素などを封止組成物に添加してよい。
【００１４】
本発明の第６の要旨は、上部電極板と封止されたマイクロカップとの間にあるオプション（または場合により用いられる）の接着剤層（または接着性層）に関する。この接着剤層は粒子形態の導電性添加剤またはフィラーあるいは例えば塩素、水素または酸素を吸収する物質などのガス吸収物質を含んでいてもよい。接着剤層の導電性は異方性であり、および縦方向導電性（導電性フィルム面に対して垂直な方向における導電性）は横方向導電性（導電性フィルムに対して平行な方向における導電性）よりかなり大きいことが好ましい。
【００１５】
本発明の第７の要旨は、封止されたマイクロカップの底と底部電極板との間にあるオプションのプライマー層に関する。このプライマー層もまた導電性添加剤あるいはガス吸収物質を含んでいてもよい。
【００１６】
本発明の第８の要旨は密度適合化（または密度を適合させた）反射性粒子をマイクロカップＥＣＤおよびＥＤＤにおいて使用することに関する。最も好ましい反射性物質にはＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４およびシリカが含まれる。これらはポリマーコーティングまたはマイクロカプセル化法によってゲル電解質に対して密度を適合させることができる。ＥＣＤまたはＥＤＤの応答速度は典型的には電解流体の粘度が減少するにつれて高くなる。密度適合化反射性粒子を使用することにより、低粘度の電解流体の場合でも、望ましくない粒子の沈降がなくなる。この結果、ディスプレイの寿命および画像均一性を犠牲にすることなくディスプレイの応答速度が著しく向上する。
【００１７】
本発明の電着またはエレクトロクロミックディスプレイには多くの利点がある。それら利点の１つは、マイクロカップ壁が事実上、上部および下部基材を所定の距離で離して保持するためのビルトイン（または組み込み）スペーサとなるということである。このタイプのディスプレイの機械的性質および構造的一体性は、スペーサ粒子を用いて製造されるものを含む従来のいかなるディスプレイよりもかなり優れている。更に、マイクロカップを含むディスプレイは、ディスプレイを曲げ、丸め、または例えばタッチスクリーンの用途のために圧縮圧力下にあるときの高信頼性のディスプレイ性能を含む望ましい機械的性質を有する。また、マイクロカップ技術を利用することにより、ディスプレイパネルの寸法を予め決定し、および予め決定した領域内に電解流体を閉じ込めるためにエッジシール接着（または縁部を封止する接着）を要することもなくなる。エッジシール接着法により製造された米国特許第６，３３６，７５３号およびエス・アイ・ディー  ０２  ダイジェスト（SID 02 Digest）、第３９〜４１頁刊行物のディスプレイ内の電解流体は、もしディスプレイが何らかの理由で切断されたり、またはディスプレイを貫通して穴が開けられたりすると完全に洩出してしまう。このように損傷したディスプレイは最早機能しない。これに対して、マイクロカップ技術により製造されたディスプレイ内の電解流体は各セル内に封じ込められて隔離されている。このマイクロカップディスプレイは、活性領域にある電解流体を失うことによりディスプレイ性能を損なうという危険性なしに、いかなる寸法にも切断することができる。更に、このマイクロカップ構造により、フォーマットに対してフレキシブルな（または融通のきく）ディスプレイ製造方法であって、ウェブ上でロール・トゥ・ロールに、連続的または半連続的に実施できる方法が可能となる。
【００１８】
離間したマイクロカップまたはセル構造は、例えばスイッチング速度、反射率、色または色濃度などの特定の性質が異なる電解流体をセルに充填する場合に特に重要である。マイクロカップ構造なしには、隣接する領域にある流体が混合し、または動作中にクロストークの影響を受けるのを防止することは極めて困難であろう。結果として、本発明の双安定性反射型ディスプレイは優れたカラーアドレス性およびスイッチング性能をも有する。加えて、本発明による電着およびエレクトロクロミックディスプレイは非常に薄く、フレキシブルであり、および耐久性があり、ならびにロール・トゥ・ロールのおよびフォーマットに対してフレキシブルなプロセスによって極めて低コストで製造できる。
【発明の詳細な説明】
【００１９】
Ｉ．定義
本明細書において特に断りのない限り、全ての技術的な用語は、それらが当該分野の当業者に一般的に使用および理解されているように、従来からの定義に基づいて使用する。
用語「マイクロカップ(microcup)」は、マイクロエンボス加工または画像露光（imagewise exposure：イメージ通りに露光すること）により形成されるカップ状の窪み（または凹部）を言うものである。
用語「セル」は、本発明に関しては、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。このセルには電解流体が充填される。
用語「適切に規定された（well-defined）」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、ディスプレイの分野において一般的に知られた用語である。本願においては、マイクロカップの深さ対幅比または深さ対長さ比（あるいは幅に対する深さまたは長さに対する深さの比）である。
【００２０】
II．  マイクロカップの製造
II（ａ）エンボス加工によるマイクロカップの製造
図１はマイクロエンボス加工により製造される代表的な電着ディスプレイセルを図示する。セル（１０）は２つの電極板（１１、１２）の間に挟持され、電極板の少なくとも一方（１１）は透明である。このセルはセル底部（１３）を有する。セルは電解流体（１４）が充填されており、そしてポリマー性封止層（１５）により個々に封止（またはシール）されている。封止したセルの上に第２の電極板（１１）が、オプションとして接着剤層（１６）によりラミネートされる（または重ねられる）。
【００２１】
マイクロエンボス加工の処理工程を図２ａおよび２ｂに示す。雄型（２０）は、ウェブ（２４）の上方（図２ａ）または下方（図２ｂ）のいずれに配置してもよい。ガラス板またはプラスチック基材上に透明導体フィルム（２１）を形成することによって透明な導電性基材を作製する。そして、導体フィルム上に熱可塑性物、熱硬化物またはそれらの前駆体（２２）を含む組成物をコート（または被覆）する。ローラー、プレートまたはベルトの形態の雄型により、熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層のガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度にて熱可塑性物または熱硬化物の前駆体の層をエンボス加工する。
【００２２】
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、それらのオリゴマーまたはポリマーなどからなる群から選択され得る。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を添加してもよい。この組成物はオリゴマー、モノマー、添加剤および場合によりポリマーも含んでよい。この種の材料のガラス転移温度は、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この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し得る。本発明に関して、エンボス加工条件（例えばエンボス加工の温度、圧力および前駆体粘度など）は、電極板（１２）と電解流体（１４）との間の界面における電子移動反応を容易にするのに十分な程度にマイクロカップのセル底部（図１中、１３）が薄くなるように最適化しなければならない。マイクロカップのセル底部（１３）の厚さは、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
【００２３】
マイクロカップ材料と導体フィルムとの間の接着性を向上させるため、および型のリリース（または脱型）を容易にするためにも、オプションのプライマー層（１３ａ）を使用して導体フィルムを前処理してよい。電子移動反応を促進するため、導電性フィラーまたは添加剤、例えば導電性ポリマーの粒子または繊維をプライマー層に添加してよい。導電性ポリマーの例には、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびそれらのドープされた誘導体；カーボンブラック；グラファイト；金属酸化物、例えばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＡＴＯ（アンチモン−スズ酸化物）またはＺＴＯ（亜鉛−インジウム酸化物）など、ならびに金属、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｎまたはＮｉなどが挙げられる。例えばＡＴＯ粒子などの透明な導電性粒子および導電性ポリマー粒子が特に好ましい。より多数の電気伝導性ポリマーのリストは、例えばM. Takemoto、R.M. OttenbriteおよびM. Kamachi編、「機能性モノマーおよびポリマー（Functional Monomers and Polymers）」（１９９７年）；およびT.A. Skotheim、R.L. ElsenbaumerおよびJ. Reynolds編、「導電性ポリマーのハンドブック（Handbook of Conducting Polymers）」（１９９８年）に見ることができる。
【００２４】
また、オプションのプライマー層はガス吸収物質を含んでいてもよい。適切なガス吸収剤（特に塩素、水素または酸素に対するもの）にはゴム、例えばポリブタジエン、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー；ノルボルネン、例えば５−エチリデン−２−ノルボルネンなどが含まれる。プライマー層組成物は水素化または酸化反応のための触媒を更に含んでいてよい。適切な触媒にはＣｏまたはＶの複合体、例えばＣｏアセトアセテート、Ｃｏアセチルアセトネート、ＶアセトアセテートまたはＶアセチルアセトネートが含まれる。
【００２５】
図２ａおよび図２ｂに示すように、前駆体層が硬化してマイクロカップ（２３）のアレイを生じる間またはその後に型を離す（またはリリースする）。前駆体層の硬化は、冷却、溶媒蒸発、放射線、熱または湿気による架橋によって行うことができる。熱硬化物の前駆体の硬化をＵＶ照射によって実施する場合、２つの図面に示すように、ウェブの底部または上部から透明導体フィルムにＵＶを照射してよい。別法では、型の内部にＵＶランプを配置してよい。この場合、型は予めパターン形成した雄型を通して熱硬化物の前駆体層にＵＶ光を照射できるように透明である必要がある。
【００２６】
電子移動反応は、マイクロカップの表面をＯｓＯ４、ＫＭｎＯ４またはＫ２Ｃｒ２Ｏ７で酸化的または染色的（staining）に処理することによって更に改良され得る。酸化的処理によりマイクロカップの底部の導電性が高まり、その結果、ディスプレイ性能がより良くなる。
【００２７】
プライマー層について上述したようなガス吸収物質としての飽和していない成分または添加剤をマイクロカップ組成物に含めてよい。マイクロカップ材料にガス吸収剤を使用することによりディスプレイの寿命が改良される。
【００２８】
雄型の製造
雄型はダイアモンド・ターン・プロセスによって、またはフォトレジスト・プロセスおよびその後のエッチングまたは電鋳のいずれかによって製造できる。雄型の製造の代表的な例を図３に示す。電気メッキを用いて（図３ａ）、ガラスベース（３０）に例えばクロムインコネルなどのシード・メタルの薄い層（３１）（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（３２）により被覆し、そしてＵＶに曝露する。ＵＶとフォトレジストの層（３２）との間にはマスク（３４）が配置されている。フォトレジストの露光領域は硬化状態となる。次に、未露光領域を適当な溶媒で洗浄して除去する。残っている硬化状態のフォトレジストを乾燥させ、再びシード・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（図３ｂ）が完成する。電鋳に使用される典型的な材料はニッケル・コバルト（３３）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（図３ｄ）のフロア（底部分）は典型的には厚さ５０〜４００ミクロンである。マスターは、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に、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）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）によって形成することができる。
【００２９】
II（ｂ）画像露光によるマイクロカップの製造
別法では、導体フィルム（４２）上に被覆した放射線硬化性材料（４１）をＵＶまたは他の形態の放射線でマスク（４０）を介して画像露光することにより（図４ａ）、マイクロカップを製造できる。導体フィルム（４２）は、プラスチック基材（４３）上に存在する。
【００３０】
ロール・トゥ・ロール・プロセスの場合、フォトマスクをウェブと同調させてウェブと同じスピードで移動させてよい。図４ａのフォトマスク（４０）では、黒っぽい四角形（４４）は不透明な領域を示し、黒っぽい四角形の間のスペース（４５）は開口領域を示す。開口領域（４５）を通じて放射線硬化性材料にＵＶを照射する。露光領域が硬化し、その後、未露光領域（マスクの不透明領域で保護されている）を適当な溶媒または現像液で除去してマイクロカップ（４６）を形成する。溶媒または現像液は放射線硬化性材料を溶解させ、またはその粘度を減少させるために一般的に用いられているもの、例えばメチルエチルケトン、トルエン、アセトンまたはイソプロパノールなどから選択される。
【００３１】
図４ｂおよび図４ｃは、画像露光によりマイクロカップを製造する２つの他のオプションを示す。これらの２つの図面における特徴は、図４ａに示すものと本質的に同様であり、対応する部分には同じ番号を付している。図４ｂにおいて、使用する導体フィルム（４２）は不透明であり、予めパターン形成されている。この場合、フォトマスクとして機能する導体パターンを介して放射線感応性材料を画像露光することが好都合で有り得る。その後、ＵＶ照射後に未露光領域を除去することによってマイクロカップ（４６）を形成できる。図４ｃにおいて、導体フィルム（４２）も不透明であり、ライン状のパターンが形成されている。第１のフォトマスクとして機能する導体ラインパターン（４２）を介して放射線硬化性材料を底部から露光する。この導体ラインに対して垂直なラインパターンを有する第２のフォトマスク（４０）を介して他方側から第２の露光を実施する。その後、未露光領域を溶媒または現像液により除去するとマイクロカップ（４６）が現れる。
【００３２】
図５は画像露光により製造される代表的な電着またはエレクトロクロミックディスプレイセル（５０）を図示する。これは、マイクロエンボス加工により製造されるセル（図１）と実質的に同様であるが、画像露光により製造されるマイクロカップにはセル底部が未露光領域の残りと一緒に除去されるために存在しない点で相違する。この結果、画像露光により製造されるセル内の電解流体（５４）は電極板（５２）と直接接触する。図５に示すセルはポリマー性封止層（５５）で封止され、および上部電極板（５１）が封止したセルの上に、オプションとして接着剤（５６）により、ラミネートされる（または重ねられる）。
【００３３】
一般的に、いずれの方法により製造されるマイクロカップも任意の形状を有することができ、その寸法および形状は様々であってよい。１つのシステムにおいて、マイクロカップは実質的に一様な寸法および形状であってよい。しかしながら、光学的効果を最大限とするために、異なる形状および寸法が混在するマイクロカップを形成してもよい。
【００３４】
マイクロカップの開口部は円形（または丸い形状）、正方形、矩形、六角形または他のいずれの形状であってもよい。望ましい機械的性質を維持しながらも、大きい彩度およびコントラストを達成するために、開口部間の仕切領域を小さく維持することが好ましい。従って、ハニカム形状の開口部が、例えば円形開口部より好ましい。
【００３５】
各々の個々のマイクロカップの大きさ（または面積）は約１０２〜約１×１０６μｍ２、好ましくは約１０３〜約１０５μｍ２の範囲であってよい。マイクロカップの深さは約３〜約２５０ミクロン、好ましくは約１０〜約１００ミクロンの範囲である。全面積に対する開口部面積の比は約０．０５〜約０．９５、好ましくは約０．４〜約０．９の範囲である。開口部の幅は開口部のエッジ（または縁部）からエッジまでで通常、約１５〜約４５０ミクロン、好ましくは約２５〜約３００ミクロンの範囲である。
【００３６】
III．  マイクロカップのシーリング
上述の方法の１つにより製造したマイクロカップは、その後、電解流体（後述する）が充填され、シールされる。充填した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。好ましい方法は電解流体中に封止組成物を分散させるものであり、この封止組成物は多価アクリレートまたはメタクリレート、シアノアクリレート、多価ビニル（ビニルベンゼン、ビニルシラン、ビニルエーテルを含む）、多価エポキシド、多価イソシアネート、多価アリル、および架橋可能な官能基を有するオリゴマーまたはポリマーなどからなる群から選択される材料を含む。
【００３７】
封止組成物はオプションとして（または場合により）添加剤、例えばポリマー性バインダーもしくはシックナー（または増粘剤）、ガス吸収剤、光開始剤、触媒、フィラー、着色剤または界面活性剤などを含んでいてよい。封止組成物および電解流体は、例えばインラインミキサーにより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。所望であれば、過剰の流体をワイパーブレードまたは同様のデバイスにより掻き取り除去する。少量の溶媒または溶媒混合物、例えばシクロヘキサン、イソプロピルアセテート、エチルアセテート、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、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面に残留する電解流体を除去してよい。封止組成物は電解流体と非混和性であり、および電解流体中の溶媒および金属塩よりも小さい比重を有する。揮発性有機溶媒を使用して電解流体の粘度および被覆率（coverage）を制御してよい。その後、充填したマイクロカップを乾燥させ、そして、封止組成物が電解流体の上部に浮かんでくる。封止組成物が分離する間またはそれが上部に浮かんだ後、上澄部の封止層を例えばＵＶで硬化させることによってマイクロカップを封止できる。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させてマイクロカップをシールしてよい。別法では、熱または湿気硬化性組成物を用いる場合には、乾燥、硬化およびマイクロカップをシールするために熱または湿気を利用してもよい。
【００３８】
電解流体と封止材料との間の界面における濡れおよび付着性を改善するために界面活性剤を使用してよい。有用な界面活性剤にはＦＣ（商標）界面活性剤（３Ｍ社製）、ゾニル(Zonyl、商標)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。
【００３９】
別法では、シーリング前駆体が電解流体に対して少なくとも部分的に適合性（compatible：または相溶性）である場合、電解流体および封止組成物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、充填したマイクロカップの上に上述したような封止組成物の薄層をオーバーコートすることによって実施することができる。このトゥ・パス封止プロセスは電解流体が高粘度である場合に特に好都合である。
【００４０】
封止組成物は上述したようにして硬化させることができる。封止プロセスには界面重合およびその後のＵＶ硬化が極めて有用である。電解質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ア層を形成することによって相当抑制される。その後、好ましくはＵＶ照射による後硬化工程によってシーリングが完了する。混合を更に低減するためには、電解流体よりオーバーコートの比重がかなり小さいことが非常に望ましい。コーティングの粘度および厚さを調節するために揮発性有機溶媒を使用することができる。揮発性溶媒をオーバーコートにて使用する場合、揮発性溶媒は電解流体の溶媒に対して非混和性であるのが好ましい。電解流体が封止組成物と少なくとも部分的に適合性である場合、トゥ・パス・オーバーコートプロセスが特に有用である。性能または処理性を向上させるため、添加剤またはフィラー、例えば界面活性剤、抗酸化剤、架橋剤、シックナーまたはポリマーバインダーを用いてよい。封止層に好ましいポリマーには熱可塑性エラストマー、例えばクラトン（Kraton）ポリマー（シェル製）、ジエンゴム、例えばポリブタジエン、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、ポリ（スチレン−コ−ブタジエン）、ポリウレタン、およびそれらのブロックコポリマーが含まれる。ポリマーは溶液または分散物の形態であってよい。封止層に好ましい溶媒にはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルプロピルケトン、エチルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、トルエン、キシレン、アルカン、例えばアイソパー（Isopar）溶媒、シクロヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、デカリン、ドデカンまたはドデシルベンゼンが含まれる。また、特にディスプレイを反対側から見る場合は、色素、染料またはフィラー、例えばシリカ、ＣａＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＴｉＯ２、金属粒子およびその酸化物、カーボンブラックまたは導電性ポリマーも封止層に含まれていてよい。
【００４１】
形成したポリマー性封止層は電解流体を各セル内に封じ込め、および仕切壁の表面に封止的に付着する。電解流体は各マイクロカップ／セルにおいて部分的に充填されていてよい。封止層は電解流体の上面と接触する。
【００４２】
マイクロカップ組成物の場合と同様に、ガス吸収物質として、飽和していない成分または添加剤を封止組成物に含めてよい。適切なガス吸収剤にはゴム、例えばポリブタジエン、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、ノルボルネン、例えば５−エチリデン−２−ノルボルネンなどが含まれる。また、封止組成物は水素化または酸化反応のための触媒を更に含んでいてよい。適切な触媒にはＣｏまたはＶの複合体、例えばＣｏアセトアセテート、Ｃｏアセチルアセトネート、ＶアセトアセテートまたはＶアセチルアセトネートが含まれる。マイクロカップ組成物の場合と同様に、封止層にガス吸収剤を使用することによりディスプレイの寿命が向上する。
【００４３】
電子移動反応、ひいてはディスプレイ性能を改良するため、プライマー層について上述したように、封止組成物が導電性フィラー、例えば導電性ポリマーの粒子または繊維、カーボンブラック、グラファイト、金属または金属酸化物を含むことが好ましい。適切な導電性ポリマーにはポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびそれらのドープされた誘導体が含まれる。適切な金属にはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｎまたはＮｉが含まれる。適切な金属酸化物にはＩＴＯ、ＡＴＯまたはＺＴＯが含まれる。
【００４４】
異方性導電性のためには、封止組成物中に導電性材料が粒子の形態で存在することが好ましく、この導電性粒子の濃度は縦方向導電性（電極−電解質方向における導電性）が横方向導電性（導電性フィルムに対して平行な方向における導電性）よりかなり大きくなるように制御される。封止層中に使用される導電性粒子の好ましい濃度は約１〜２０体積％であり、より好ましくは約５〜１５体積％である。導電性ポリマー粒子は、より透明であり、小さい比重を有するので最も好ましい。導電性ポリマーは高剪断力下での摩滅、グラインドまたは沈降（precipitation）により封止流体中に分散させ得る。
【００４５】
IV．  ＥＣＤおよびＥＤＤ電解流体
ＥＤＤ電解流体
ＥＤＤの電解流体はゲルを形成するように金属塩を溶液中またはポリマーマトリックス中に溶解させることによって形成できる。スイッチング性能を向上させるために高沸点溶媒を可塑剤として使用できる。適切な金属塩には銀塩、例えばハロゲン化銀（例えば臭化銀、ヨウ化銀または塩化銀など）および硝酸銀などが含まれるが、これらに限定されない。適切なポリマーマトリックスにはポリ（エチレンオキシド）、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ゼラチン、アラビアゴムおよびそれらのコポリマーが含まれる。適切な非水溶媒（または非水性溶媒）または可塑剤にはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミド（ＤＥＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＡ）、Ｎ−メチルプロピオン酸アミド、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、ジメトキシメタン（ＤＭＥ）、グリセリンカーボネート、２−メチルグルタロニトリルおよびγ−ブチロラクトンなどが含まれる。また、金属塩は水性溶媒および非水溶媒の混合物中に溶解させてもよい。金属塩の濃度は電解流体の導電度にもよるが、通常は約０．０３〜２．０ｍｏｌ／リットル、好ましくは約０．０５〜２．０ｍｏｌ／リットルの範囲である。
【００４６】
更に、導電性を向上させ、および銀塩の溶解を促進するために支持電解質、例えばハロゲン化リチウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化カルシウムまたはハロゲン化４級アンモニウム塩などを電解流体に添加してよい。支持電解質は銀塩の約０．５〜５倍の量で存在することが好ましい。
【００４７】
本発明の電着デバイスの動作を図６ａおよび６ｂに図示する。マイクロカップ技術により形成されたセル（６０）が上部電極板（６１）および底部電極板（６２）の間に挟持される。２つの電極板は駆動電源（図示せず）に接続される。２つの電極板間に印加される駆動電圧に応じて、上部電極板（６１）はカソードとして、および底部電極板（６２）はアノードとして機能でき、あるいはその逆となる。上部電極板（６１）がカソードとして、および底部電極板（６２）がアノードとして機能する場合、上部電極において金属イオンの還元が起こる：
【化１】
2005538424.tif 000003
この結果、金属粒子が形成され、および上部電極板付近の領域に析出（または付着）して（図６ａ）、この領域を着色（またはカラー）状態にし、このことは（上部側が観察（または表示面）側であると仮定して）観察者により観察できる。析出する金属の量は印加する電圧に依存し得る。従って、印加する電圧の大きさを変化させることにより、ディスプレイの透過性を変化させることができる。より詳細には、印加する電圧が小さいと透過性が高くなり得る。
【００４８】
他方、印可する電圧を反転させると、底部電極板（６２）がカソードとして、および上部電極板（６１）がアノードとして機能する。この条件では、上部電極板において銀粒子の酸化が起こる：
【化２】
2005538424.tif 000004
この結果、上部電極板は非着色状態に戻る（図６ｂ）。
【００４９】
反射率およびコントラストを増加させるため、バックグラウンドカラーとしての電解流体に反射性粒子を添加してよい。この粒子として最も好ましい材料にはＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４およびシリカが含まれる。流体中に反射性粒子を含めることの不利点は粒子が沈降することである。しかしながら、この問題は粒子の比重が電解流体の比重と適合するように粒子を適切なポリマーでマイクロカプセル化することによって排除できる。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実施してよい。代表的なマイクロカプセル化法には界面重合、イン・シトゥー重合（in-situ polymerization）、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。
【００５０】
ＥＣＤ電解流体
エレクトロクロミック流体はレドックス発色団（例えばビス（２−ホスホノエチル）−４，４’−ビピリジニウムジクロリドまたは他のビオロゲン）、電解質（例えば０．０１〜０．１Ｍの過クロム酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、リチウムトリフレート（Ｌｉ（Ｆ３ＣＳＯ３））またはテトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）トリフレート）および不活性溶媒（例えばγ−ブチロラクトン、３−メトキシプロピオニトリル）などを含み得る。また、この流体は反射率およびコントラスト比を改良するため、ルチル酸化チタンまたは酸化亜鉛の白色色素粒子を含んでいてもよい。
【００５１】
Ｖ．  本発明のＥＣＤまたはＥＤＤの製造
本発明の方法を図７に示すようなフローダイアグラムにより説明する。全てのマイクロカップには電解流体が充填される。この方法は以下の工程を含む連続ロール・トゥ・ロール・プロセスとすることができる：
１．熱可塑性物、熱硬化物またはその前駆体の層（７０）をオプションとして溶媒と一緒に、導体フィルム（７１）上にコートする。溶媒は存在する場合には容易に蒸発する。
２．この層（７０）を、予めパターン形成した雄型（７２）により材料のガラス転移温度より高い温度でエンボス加工する。
３．好ましくは層（７０）を適当な手段で硬化させている間またはその後、層（７０）から型を外す（またはリリースする）。
４．このようにして形成したマイクロカップ（７３）のアレイに、電解流体と非適合性であり、および電解流体より小さい比重を有する封止組成物を含むＥＤＤまたはＥＣＤ電解流体を充填する。封止組成物は導電性材料、好ましくは導電性粒子を含む。
５．封止組成物が分離して液相の上部に上澄層を形成する間またはその後、好ましくはＵＶなどの放射線により、または熱もしくは湿気により、封止組成物を硬化させることによって、マイクロカップを封止し、これにより電解流体を含む閉じられたディスプレイセルを形成する。
６．ディスプレイセルの封止したアレイに、感圧性接着剤、ホットメルト接着剤または熱、湿気もしくは放射線硬化性接着剤であってよい接着剤層（７７）で予めコートした第２の導体フィルム（７６）をラミネートする（または重ねる）。接着剤に好ましい材料にはアクリル、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、ポリビニルブチラール、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリアミド、エチレンビニルアセテートコポリマー、エポキシド、多官能性アクリレート、ビニル、ビニルエーテルおよびそれらのオリゴマー、ポリマーまたはコポリマーが含まれる。電極板に対して垂直な方向における導電性によって異方性導電性を付与するため、接着剤層は、プライマーおよび封止層について上述したように、分散した導電性粒子を含むことが好ましい。
【００５２】
また、接着剤層はガス吸収物質としての飽和していない成分または添加剤を含んでもよい。適切なガス吸収剤（特に塩素、水素または酸素に対するもの）にはゴム、例えばポリブタジエン、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、ノルボルネン、例えば５−エチリデン−２−ノルボルネンなどが含まれる。接着剤層は水素化または酸化反応のための触媒を更に含んでいてよい。適切な触媒にはＣｏまたはＶの複合体、例えばＣｏアセトアセテート、Ｃｏアセチルアセトネート、ＶアセトアセテートまたはＶアセチルアセトネートが含まれる。
【００５３】
ラミネートした接着剤層は、例えば上部導体フィルムが放射線に対して透明である場合は上部導体フィルムを通じてＵＶ（７８）を放射することによって、後硬化させることができる。仕上がった製品はラミネート工程の後に切断（７９）してよい。
【００５４】
上述したマイクロカップの製造は、導体フィルム上に予めコートした放射線硬化性組成物を画像露光し、その後に未露光領域を適当な溶媒で除去する別の手法によって簡便に置換することができる。
【００５５】
マイクロカップと導体フィルムとの接着性を向上させ、およびマイクロカップからの雄型のリリース（または脱型）を容易にするために、導体フィルムをプライマー層により前処理してよい。プライマー層は導電性ポリマー、または導電性材料が充填されたポリマー性コーティングであってよい。
【００５６】
本発明の１つの好ましい実施態様において、別法では、まずマイクロカップアレイに電解流体を部分的に充填し、そしてこの流体の表面に封止組成物をオーバーコートし、および硬化させることによって、マイクロカップの封止を実施することができる。このトゥ・パス・オーバーコーティング封止プロセスは、上述のワン・パス封止プロセスにおける速い相分離のためには電解流体の粘度が高すぎる場合、または電解流体が封止組成物と少なくとも部分的に適合性である場合に特に好都合である。
【００５７】
説明したような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、紙１枚程度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。
【００５８】
本発明の特定の態様を参照しつつ本発明を説明して来たが、本発明の真の概念および範囲を逸脱することなく種々の変更がなされ得、また均等物で置換され得ることが当業者に理解されるべきである。加えて、特定の状況、材料、組成物、プロセス、処理工程（１つまたはそれ以上）に適用させるため、本発明の目的、概念および範囲に対して多くの改変がなされ得る。そのような全ての改変は添付の特許請求の範囲に属することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１はマイクロエンボス加工により作製される代表的な電着ディスプレイセルを図示する。
【図２ａ】図２ａは電着ディスプレイを製造する、特に導体フィルム上にコートしたＵＶ硬化性組成物をエンボス加工することによってマイクロカップを作製するためのロール・トゥ・ロール・プロセスを示す。
【図２ｂ】図２ｂは電着ディスプレイを製造する、特に導体フィルム上にコートしたＵＶ硬化性組成物をエンボス加工することによってマイクロカップを作製するためのロール・トゥ・ロール・プロセスを示す。
【図３ａ】図３ａはマイクロエンボス加工のための雄型を作製する代表的な方法を図示する。
【図３ｂ】図３ｂはマイクロエンボス加工のための雄型を作製する代表的な方法を図示する。
【図３ｃ】図３ｃはマイクロエンボス加工のための雄型を作製する代表的な方法を図示する。
【図３ｄ】図３ｄはマイクロエンボス加工のための雄型を作製する代表的な方法を図示する。
【図４ａ】図４ａは導体フィルム上にコートした熱硬化物の前駆体をＵＶ放射により画像露光することを含む、マイクロカップを作製するための別の処理工程を示す。
【図４ｂ】図４ｂは導体フィルム上にコートした熱硬化物の前駆体をＵＶ放射により画像露光することを含む、マイクロカップを作製するための別の処理工程を示す。
【図４ｃ】図４ｃは導体フィルム上にコートした熱硬化物の前駆体をＵＶ放射により画像露光することを含む、マイクロカップを作製するための別の処理工程を示す。
【図５】図５は画像露光により作製される代表的な電着ディスプレイセルを図示する。
【図６ａ】図６ａは本発明の電着ディスプレイセルの動作を図示する。
【図６ｂ】図６ｂは本発明の電着ディスプレイセルの動作を図示する。
【図７】図７は電着ディスプレイを製造するためのフローチャートである。
【図１】
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【図５】
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【図７】
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【国際調査報告】
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