(57)【要約】  基板（15）と、透明な第1の導電体（20）と、第2の導電体（40）と、第1の導電体と第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料層（30）と、結合剤に含まれた紫外線阻止材料でできていて紫外線がポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置にされている少なくとも1つの障壁層（17）とを備えるディスプレイ。このようなディスプレイの製造方法も提供される。
2007501445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a）基板と；
b）複数の透明な第1の導電体と；
c）複数の第2の導電体と；
d）該第1の導電体と該第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料含有層と；
e）ポリマー結合剤と、水分散性のまたは水溶性の紫外線阻止材料とを含み、紫外線が該ポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置にされている少なくとも1つの障壁層と
を備えるディスプレイ。
【請求項２】
前記紫外線阻止材料が、溶けた化合物、および／または分散した粒子を含んでいる、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記紫外線阻止材料が、UV吸収性有機化合物を含む分散した粒子の形態であり、前記ポリマー結合剤がゼラチンである、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記UV吸収性有機化合物が、前記ゼラチンの中に分散させた油の中に溶けている、請求項3に記載のディスプレイ。
【請求項５】
分散した前記粒子が、実質的に、前記障壁層の中で独立した疎水相を形成するUV吸収性有機化合物からなる、請求項3に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記紫外線阻止材料が、TiO2、ZnO、酸化鉄、ならびにこれらの組み合わせからなる群より選択した粒子を含んでいる、請求項2に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記障壁層の厚さが約1μｍ以下である、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記紫外線阻止材料が、前記障壁層の厚さよりも小さな平均直径の粒子を含んでいる、請求項7に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記障壁層が、前記複数の第1の導電体を分離するための絶縁材料でもある、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
a）可撓性のある透明な支持体と；
b）複数の透明な第1の導電体を含む、パターン化された第1の導電層と；
c）透明な場合もある複数の第2の導電体を含む、パターン化された第2の導電層と；
d）該第1の導電体と該第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料含有イメージング層と；
e）水分散性のまたは水溶性の紫外線阻止材料と、親水性ポリマー結合剤とを含み、前記2つの導電層の間にあって紫外線が該ポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置にされている、厚さが約1μｍ以下の少なくとも1つの障壁層と
を備えているディスプレイ。
【請求項１１】
前記障壁層の厚さが1μｍ未満である、請求項10に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記障壁層の厚さが0.7μｍ未満である、請求項10に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
前記障壁層が、前記第1の導電層と前記イメージング層の間に配置されている、請求項10に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記障壁層が、前記結合剤としてゼラチンを含んでいる、請求項10に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
ディスプレイの製造方法であって、
a）基板を用意し；
b）該基板の上に複数の透明な第1の導電体を形成し；
c）該第1の導電体の上にポリマー分散型液晶材料からなる層をコーティングし；
d）水分散性のまたは水溶性の紫外線阻止材料と、親水性ポリマー結合剤とを含む少なくとも1つの障壁層を形成するに際し、紫外線が該ポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置し；
e）該ポリマー分散型液晶材料の上に複数の第2の導電体を形成することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記障壁層を、前記複数の透明な第1の導電体と、前記ポリマー分散型液晶材料からなる層との間に配置する、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記障壁層を、透明な第1の導電層内にも取り込ませ、その層内で該導電体を互いに分離させる、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記親水性ポリマー結合剤がゼラチンである、請求項15に記載の方法。
【請求項１９】
前記紫外線阻止材料が、溶けた有機化合物、および／または分散した有機粒子または無機粒子を含む、請求項15に記載の方法。
【請求項２０】
ディスプレイの製造方法であって、
a）基板を用意し；
b）複数の透明な第1の導電体を形成し；
c）複数の第2の導電体を形成し；
d）該第1の導電体と該第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料含有層を形成し；
e）水分散性のまたは水溶性の紫外線阻止材料と、親水性ポリマー結合剤とを含む少なくとも1つの障壁層を形成するに際し、紫外線が該ポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置し；
f）続いて、紫外線レーザービームで該第2の導電体をエッチングするに際し、その紫外線が該第1の導電体に到達する前に、該紫外線阻止材料がその紫外線レーザービームから実質的な紫外線を吸収することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー分散型液晶ディスプレイのための紫外線阻止層を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報は、一般に、長持ちするインクが載った紙を製本したものに表示されるか、陰極線管や液晶ディスプレイなど、電子的に変化させた表面に表示される。他のシート状材料は、磁気による書き込みが可能でチケット情報や金銭情報を記憶する領域を備えることができる。しかし磁気的に書き込まれたデータは目に見えない。
【０００３】
1つの構造が、「多数の表示ページを有する電子ブック」という名称のPCT/WO 97/04398に開示されている。ここには、電子的に書かれたものを目に見えるように薄いディスプレイの技術が完全に記述されている。開示されているのは、多数の表示シートを組み立てて1冊の“本”にする方法である。個々のシートは、個別にアドレスできる構成になっている。この特許出願には、可撓性のあるシートの形態になった従来技術の薄い電子的書き込みページが記述されている。シートの中には、各ページごとに双安定性液晶システムと薄い金属製導電線とからなる画像変更材料が含まれている。
【０００４】
電子的に書かれた可撓性のある表示シートの製造方法は、米国特許第4,435,047号にも開示されている。第1のシートは、透明なITO導電領域を備えており、第2のシートは、表示領域上に印刷された導電性インクを含んでいる。これらのシートはガラスにすることができるが、実際にはマイラー（登録商標）というポリエステルで形成されてきた。結合剤に液晶材料を含む分散液を第1のシート上にコーティングし、第2のシートを液晶材料と結合させる。向かい合う導電性領域に電圧を印加すると、液晶が作動して表示領域が選択的に出現する。このディスプレイでは、エネルギーを取り去ったときに画像が存在しなくなるネマティック液晶材料が使用されている。
【０００５】
米国特許第5,437,811号には、ポリマー分散キラル-ネマティック液晶（ポリマー分散コレステリック液晶とも呼ばれる）を含む光変調セルが開示されている。キラル-ネマティック液晶は、特定の可視光を反射するプラナー状態と、光を散乱させるフォーカル-コニック状態の間で移り変わるという性質を有する。この構造は、電場が印加されていないときにその2つの状態の一方を維持する能力を持っている。
【０００６】
米国特許第5,539,552号には、液晶材料に悪い影響を与える紫外光による液晶ディスプレイの故障が記載されている。この特許には、ディスプレイに適した厚さが約36ミルのガラス板を組み込んでその問題点を解決することが開示されている。得られるディスプレイは、波長が400±10ナノメートル未満の紫外光のエネルギーを99％阻止する。しかしこのようなガラス板は、曲がらず、重く、高価である。
【０００７】
ガラス板を必要とせずに紫外（“UV”）線から保護されるポリマー分散コレステリック・ディスプレイを製造する方法があると望ましかろう。可撓性のある薄い基板を有するディスプレイをUVから保護できると望ましかろう。
【０００８】
二酸化チタンの微粒子が含まれた結合剤が、可視光を透過させる紫外線阻止層となりうることが知られている。米国特許第5,736,308号には、可視光に対して透明で広いスペクトルのUV光を吸収する二酸化チタン粒子の製造という、写真技術における方法が開示されている。平均サイズが0.02〜0.1μｍの二酸化チタン（TiO2）顔料を形成する。この顔料は、290〜400ナノメートルの光をよく吸収する一方で、可視光領域で透明であるという機能がある。米国特許第5,736,308号には、二酸化チタン粒子を用いたUV保護層を有する多層写真フィルムが開示されている。TiO2粒子は、“ゼラチン”に分散させる。油滴の中に分散させる従来のUV阻止有機色素を用いた場合よりもかなり薄い層が実現する。
【０００９】
従来技術における別の問題は、ポリマー分散液晶ディスプレイ・シートを形成するとき、材料層をコーティングしてディスプレイを製造することに関する。ポリマー分散液晶層は、導電性金属とともに真空蒸着することができる。その後、その金属をレーザーでエッチングして画像形成電極を形成する。レーザー・エッチングの利用には問題がある。なぜなら構造体の1つの層をエッチングするUVレーザーは、他の層を傷める可能性、例えば構造体（一般にはディスプレイの製造中に組み立てライン上で作られる製作途中製品）の別の導電体層を傷める可能性があるからである。このような潜在的な問題点があるため、望むようなレーザー・エッチング技術または最適なレーザー・エッチング技術を利用することが、制限される、あるいは困難になる、あるいは不可能にさえなる。
【００１０】
したがって、表示シートの製造に用いる中間構造体にUV阻止材料（ここではUVレーザー阻止材料）を組み込むことが有用かつ有利であろう。例えば、レーザー・エッチングの間にエッチングする予定のない第1の導電体を保護するためにUV阻止材料を組み込み、第2の導電体や別の導電体をレーザー・エッチングすることが好ましかろう。
【００１１】
以上のことを考慮すると、ポリマー分散型液晶ディスプレイを使用中にUV光から保護すること、および／またはポリマー分散型液晶ディスプレイまたはその中間体を製造中にUV光から保護することが望ましかろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主な目的は、ポリマー分散型液晶ディスプレイを使用中に紫外光から保護することである。本発明の別の特徴により、ポリマー分散液晶ディスプレイ、またはその中間体を製造しているとき、導電体のエッチングに用いる紫外線レーザーから出る紫外光から保護することが可能になる。本発明を利用すると、第1の導電体をレーザー・エッチングしている間、ディスプレイの第2の導電体を紫外光から保護することができる。使用中のポリマー分散型液晶ディスプレイを紫外線から保護するのと同じ手段で、ディスプレイやその中間体を、製造している間を通じて紫外線から保護することができる。
【００１３】
これらの目的は、
a）基板と；
b）複数の透明な第1の導電体と；
c）複数の第2の導電体と；
d）該第1の導電体と該第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料含有層と；
e）ポリマー結合剤と、水分散性のまたは水溶性の紫外線阻止材料とを含み、紫外線が該ポリマー分散型液晶材料に到達しないように配置にされている少なくとも1つの障壁層とを備えるディスプレイによって達成される。
【００１４】
本発明によるディスプレイの一実施態様では、障壁層は、結合剤の中に入れた紫外光阻止無機粒子を含んでいる。二酸化チタン粒子および／または他の紫外光吸収無機粒子などの微粒子をディスプレイの障壁層の中に組み込むことができる。例えば低濃度のTiO2粒子は、UV光を阻止することができる。あるいは紫外光阻止色素を用いることもできる。この色素は、障壁層内の連続した水相の中に存在する独立した有機相に含まれていることが好ましい。このようなUV光阻止材料は、化学的・電気的に不活性である。したがって障壁層をディスプレイの電極間に配置してもディスプレイの性能に影響が及ぶことはない。
【００１５】
本発明は、上記ディスプレイの製造方法にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
すでに述べたように、本発明は、基板と；複数の透明な第1の導電体と；複数の第2の導電体と；第1の導電体と第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料層と；ポリマー結合剤の中に水分散性または水溶性紫外線阻止化合物または粒子を含む層であって、紫外線が該ポリマー分散型液晶に到達しないように配置にされた少なくとも1つの層とを備えるディスプレイに関する。
【００１７】
本発明では、紫外線阻止材料としてさまざまな材料を使用できるが、その材料は、水に分散させることができるか水溶性であることと、紫外線を吸収するか阻止することが可能でディスプレイ内で可視光の望ましい反射に悪い影響を与えないことが必要とされる。別の文脈でUV光を吸収するのに一般に用いられている紫外線阻止材料を使用することができる。それは、例えば、アリール置換されたベンゾトリアゾール化合物（米国特許第3,533,794号、独国特許第42 29 233号）、4-チアゾリドン化合物（米国特許第3,314,794号、第3,352,681号）、ベンゾフェノン化合物（特開昭46-2784号）、シンナム酸エステル（米国特許第3,705,805号、第3,707,375号）、ブタジエン化合物（米国特許第4,045,229号）、ベンゾオキサゾール化合物（米国特許第3,700,455号）、アリール置換されたトリアジン化合物（独国特許第21 13 833号、欧州特許第520,938号、第530,135号、第531,258号）、ベンゾイルチオフェン化合物（英国特許第973,919号、欧州特許第521,823号）である。UVを吸収する写真用の発色剤またはポリマーも使用できる。UV吸収ポリマーも用いることができる。水に溶けない色素は、疎水相に溶かすこと、あるいはそれ自体が、連続した水相の中に分散された疎水相を形成することができる。したがってUV阻止剤は、分散された粒子の形態にすることができる。UV阻止剤は、有機と無機のどちらでもよく、固体と液体のどちらでもよい。ある種のUV吸収色素は水溶性である。UV阻止材料の混合物を使用することができる。
【００１８】
鋭錐石およびルチルの両形態と酸化亜鉛（ZnO）とを含むTiO2粒子を使用してUV光を阻止することができる。UV阻止剤の好ましい一実施態様は、平均粒径が1〜100nm、好ましくは5〜50nmの粒子の形態になったTiO2顔料である。このTiO2顔料は透明であり、TiO2をベースとしていて最適な粒径が約0.2μmの従来の白色顔料（ルチルと鋭錐石）とは違って光を散乱する性質をほとんど持っていない。さらに、このTiO2顔料は無色である。ルチルの形態になった透明なTiO2は、本発明におけるUV吸収剤として特に好ましい。本発明のTiO2顔料は、主要な粒子の90％超が100nm未満の粒径であることが特に好ましい。このような性質を持つ透明なTiO2顔料は公知であり、例えばGunter Buxbaum、『工業用無機顔料』、VCHヴァインハイム社、ニューヨーク、バーゼル、ケンブリッジ、東京（1993年）、227〜228ページを参照のこと。また、米国特許第5,736,308号も参照のこと（なお参考として、その内容はこの明細書に組み込まれているものとする）。ドイツ国特許第43 02 896号により、酸化鉄を含むTiO2顔料は、酸化鉄を含まない対応するTiO2顔料よりも吸光度がUV光の範囲において全体的に大きいことがわかる。主要な粒子の平均直径が1〜100nm（5〜50nmが好ましい）で、酸化鉄を0.01〜20質量％（0.05〜10質量％が好ましく、0.5〜5質量％が特に好ましい）含んでいるTiO2顔料が、本発明でUV保護層に使用するための好ましいUV吸収剤である。酸化鉄は主にFe2O3であると考えられる。ルチル構造になったTiO2を使用することが好ましい。酸化鉄を含むTiO2顔料は、表面をSiO2またはAl2O3でコーティングすることが好ましい。酸化鉄を含むTiO2顔料は、ゼラチン溶液に分散させて鋳型の中で層にすることが特に好ましい。このようにすると薄い層が実現される。
【００１９】
UV保護層のための1つの粒子分散液は、2質量％のゼラチンと、0.5質量％のTiO2を含んでいる。脱イオンゲルまたは非脱イオンゲルを用いることができる。コーティングした層は、乾燥後に厚さが1μｍ未満であることが好ましい。この厚さは、0.2μｍ未満であることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の別の一実施態様では、水に溶けないUV吸収化合物（例えばTinuvin（登録商標）UV吸収剤という商品名で売られているもの）を油に溶かして粒子を形成することができる。この粒子は、ゼラチン結合剤に分散させてエマルジョンにすることができる。このエマルジョンは、ディスプレイの製造中にディスプレイ構造体にコーティングすることができる。溶媒なしで分散された粒子を形成するには、水に溶けない液体形態のUV吸収化合物も使用することができる。
【００２１】
本発明の好ましい一実施態様では、ディスプレイは、（a）可撓性のある透明な支持体と；（b）透明な第1の導電体と；（c）場合によっては透明な（例えばプライバシー・スクリーンにおいて）第2の導電体と；（d）第1の導電体と第2の導電体の間に配置されたポリマー分散型液晶材料を含むイメージング層と；（e）上記2つの導電体の間に配置された少なくとも1つのコーティングされた障壁層（1μｍ未満の厚さであることが好ましい）とを備えている。このコーティングされた障壁層は、紫外線を阻止する（固体または液体、有機または無機の）化合物または粒子を親水性ポリマー結合剤（ゼラチンが好ましい）との混合物として含んでおり、紫外線がポリマー分散液晶に到達するのを阻止する配置にされている。特に好ましい一実施態様では、コーティングされた障壁層は、透明な第1の導電体と、ポリマー分散液晶材料を含む層に挟まれた配置にされている。
【００２２】
本発明の別の特徴は、ディスプレイまたはその製造途中部品の製造法に関係する。この方法は、基板を用意し、その基板上に透明な第1の導電体を付着させ、その第1の導電体の上にポリマー分散液晶材料からなる層をコーティングし、そのポリマー分散液晶材料の上に第2の導電体を形成する操作を含んでおり、この方法はさらに、分散された紫外線阻止材料と結合剤とを内部に含む少なくとも1つの障壁層を、紫外線が上記ポリマー分散液晶材料に到達するのを阻止する位置に設ける操作を含んでいる。障壁層は、第1の導電体と第2の導電体の間に配置されていることが好ましく、第1の導電体とイメージング層の間に配置されていることがより好ましい。場合によっては、障壁層とイメージング層は、単一の複合フィルムの中で同時にコーティングすることができる。
【００２３】
ここで図面を参照すると、図1は、本発明の一実施態様によるディスプレイ10の等角投影図である。可撓性のある基板15は、薄い透明なポリマー材料（例えば厚さが20〜200μｍのポリエステル・プラスチックからなるコダック・エスター（登録商標）フィルム・ベース）にすることができる。一実施態様では、基板15は、ポリエステル・フィルム・ベースからなる厚さが125μｍのシートにすることができる。他のポリマーとして、例えば透明なポリカーボネートも用いることができる。
【００２４】
図1では、第1の導電体20が基板15の上に形成されている。第1の導電体20は、例えばスズ-酸化物またはインジウム-スズ-酸化物（ITO）にすることができるが、ITOのほうが好ましい。一般に、第1の導電体20となる材料は、基板15の上にスパッタによって層にし、抵抗が500Ω/□未満になるようにする。次に、この層をよく知られている任意の方法でパターニングして第1の導電体20を形成する。
【００２５】
あるいは透明な第1の導電体20は、透明な有機導電体（例えばバイエルAGエレクトロニック・ケミカルズ社からベイトロン（登録商標）Pという名称で市販されているPEDT/PSSポリマーやPEDOT/PSSポリマー）を印刷によって形成することもできる。あるいは第1の導電体20は、不透明な導電性材料（例えば銅、アルミニウム、ニッケル）にすることもできる。第1の導電体20が不透明な金属である場合には、その金属の表面を酸化させて吸光表面にすることができる。第1の導電体20は、従来のリソグラフィー法またはレーザー・エッチング法で導電性コーティングとして形成することができる。
【００２６】
障壁層またはコーティング17（“紫外線阻止層”や“UV保護層”などとも呼ぶ）を、第1の導電体20の上に付着させる。図1に示した実施態様では、障壁層17は、第1の導電体20を電気的に絶縁するとともにUVから保護する薄いコーティングである。この好ましい実施態様では、障壁層17は、UV阻止剤とゼラチンを含む層をコーティングして乾燥させた、厚さが約0.50μｍの層である。一実施態様では、障壁層17に細かいTiO2粒子が高濃度で含まれているため、紫外線が阻止される。
【００２７】
この明細書では、障壁層が他の2つの層の“間に配置されている”と記載するとき、それは、特に断わらない限り、その障壁層の少なくとも一部が他の2つの層の間に存在すること、すなわち他の2つの層の間に少なくとも表面またはサブ層が形成されていることを意味する。しかし障壁層は、図1に示したように、別の層の中へと延びていてもよい（すなわち、必ずしも他の層の間に存在していなくてもよい）。図1では、障壁層17は、導電体20によって形成される層の上だけでなく、導電体20によって形成される層の内部にも存在している。
【００２８】
このようなディスプレイ10を製造する1つの方法を説明する。その方法では、第1の導電体20の上に障壁層17を水性コーティングして乾燥させた後、水性のポリマー分散液晶層30を付着させる。障壁層17は、例えば1.3％脱イオン・ゼラチン溶液を1平方メートル当たり0.38ccの割合でコーティングして乾燥させたものにすることができる。得られる乾燥後のコーティングは、厚さが約0.5μｍの障壁コーティングを形成する。組み上がって保護層または障壁層17が組み込まれた状態の図1のディスプレイは、複数の機能を持つことができる。このような障壁層は、例えばポリマー分散液晶層のコーティングに存在する欠陥が原因となった画像の欠陥を効果的に防止する機能も持つことができる。さらに、この同じ障壁層を利用し、イメージング層（すなわちポリマー分散液晶層30）内のコレステリック液晶材料の状態を変化させるために障壁層と同じ層内に存在している導電体同士の絶縁を効果的に行なうことができる。絶縁されたかどうかは、電気的テストによって確認される。
【００２９】
本発明の一実施態様では、障壁層17を覆っているポリマー分散コレステリック層30は、米国特許第5,695,982号（その開示内容は、参考としてこの明細書に組み込まれているものとする）に開示されているようなポリマー分散コレステリック液晶材料を含んでいる。さまざまな強さと継続時間の電場を印加すると、キラル-ネマティック（コレステリック）材料を反射状態にすること、または透過状態にすること、または中間状態にすることができる。この材料は、電場を取り除いた後も所定の状態をいつまでも維持するという利点を有する。コレステリック液晶材料としては、例えばE.M.インダストリーズ社（ホーソン、ニューヨーク州）から入手できるメルク（登録商標）BL112、BL118、BL126を使用できる。
【００３０】
好ましい一実施態様では、ポリマー分散コレステリック層30はE.M.インダストリーズ社のコレステリック液晶材料BL118を含んでおり、この材料を写真用脱イオン・ゼラチンの中に分散させてエマルジョンを形成する。例えばこの液晶材料を、5％脱イオン・ゼラチン水溶液の中に8％の濃度で分散させる。この混合物を、水性懸濁液の中に平均直径が10μｍの液晶ドメインとなるように分散させる。パターニングしたITOからなる第1の導電体20の上にこの材料をコーティングし、厚さが9μｍのポリマー分散コレステリック・コーティングにする。他の有機結合剤として、例えばポリビニルアルコール（PVA）やポリエチレンオキシド（PEO）も使用できる。このような化合物は、さまざまな装置（例えば、写真用フィルムの製造に関係のあるタイプの装置）の中で機械によってコーティングすることができる。エマルジョンに従来からある界面活性剤を添加すると、下にある層との接着を改善することができる。公知の界面活性剤は、溶液の臨界ミセル濃度（CMC）に対応する濃度で使用することができる。
【００３１】
障壁層17を第1の導電体20の上に付着させた後、その上からポリマー分散コレステリック層30をコーティングすることができる。この障壁のコーティングは、分散させたUV阻止材料を含むゲル・コーティングにすることができる。UV阻止材料を含むゲル・コーティングは、Stephensonらによって2001年7月26日に出願された米国特許出願USSN第09/915,441号（処理番号83142）に開示されている（その内容は、参考としてこの明細書に組み込まれているものとする）。
【００３２】
図1の実施態様では、第2の導電体40がポリマー分散コレステリック層30の上に載っている。第2の導電体40は、電場がポリマー分散コレステリック層30を貫通するのに十分な大きさの導電率になっていなくてはならない。第2の導電体40は、真空環境において、アルミニウム、スズ、銀、白金、炭素、タングステン、モリブデン、スズ、インジウムなどの材料、またはこれらを組み合わせた材料を用いて形成することができる。金属材料は、抵抗器の加熱、カソードのアーク放電、電子ビーム、スパッタリング、マグネトロン励起からのエネルギーによって励起することができる。上記金属の酸化物を利用すると、第2の導電体40を不透明にすることができよう。スズ-酸化物またはインジウム-スズ-酸化物を用いたコーティングによって第2の導電体40を透明にし、第1の導電体20と組み合わさって動作するようにできる。真空蒸着した第2の導電体40は、導電性コーティングの中にエッチングされた領域によって規定される領域にすることができる。
【００３３】
好ましい一実施態様では、導電性インク（例えばアチソン社からの、スクリーン印刷が可能な導電性材料エレクトロダッグ（登録商標）423SS）を用いて第2の導電体40を印刷する。印刷可能なこのような材料は、細かく分割されたグラファイト粒子が熱可塑性樹脂の中に含まれているものである。第2の導電体40は、ディスプレイのコストを下げるため、印刷されたインクを用いて形成する。基板15に可撓性支持体を用いること、第1の導電体20をレーザーでエッチングすること、ポリマー分散コレステリック層30を機械でコーティングすること、第2の導電体40を印刷することにより、非常に低コストのメモリ・ディスプレイを製造することができる。
【００３４】
図2は、ディスプレイの一部についての断面図であり、ディスプレイの隣接した領域においてコレステリック材料が2つの安定した状態にあることを示している。左側では、高電圧が印加されて素早くゼロ電位に切り換わり、ドメインになっている液晶分子がプラナー液晶72になる。右側では、低電圧の印加により、ドメインになっているコレステリック液晶分子が壊れて透明な傾斜したセルになる。これは、フォーカル-コニック液晶として知られている。パルス電場を変化させると、分子の配向は、プラナー状態72から、完全に広がった透明なフォーカル-コニック状態74へと徐々に変化することができる。
【００３５】
光を吸収する第2の導電体40は、入射光60とは反対側に位置する。Stephensonによって2001年12月26日に出願された同時係属中のUSSN第10/036,149号（その内容は、この明細書に参考して組み込まれているものとする）に開示されているように、光を吸収するサブμｍ・サイズの炭素を含むゲル結合剤からなる薄い層を、第2の導電体40とポリマー分散コレステリック層30の間に配置することができる。フォーカル-コニック液晶74は透明であり（光の透過と散乱）、入射光60を通過させる。その光は第2の導電体40によって吸収され、黒い画像となる。プラナー状態からフォーカル-コニック状態へと徐々に広がっていくとき、コレステリック材料はプラナー状態72から完全に広がったフォーカル-コニック状態74へと変化するため、見ている人は、最初の明るい反射光62が変化して暗くなるのを見ることになる。光透過状態への変化は徐々に起こるため、低電圧になっている時間を変えることで、反射の程度を変化させることができる。反射のこのような変化は、対応するグレイ・レベルと関係づけることができる。電場を取り去ると、ポリマー分散コレステリック層30は、所定の光学状態を永遠に維持する。この状態は、米国特許第5,437,811号により完全な形で説明されている。
【００３６】
図3は、可能な1つのディスプレイ駆動メカニズムを利用してパルス電場を印加したときのコレステリック材料の応答を示したグラフである。このような曲線は、米国特許第5,453,863号と第5,695,682号に見いだすことができる。パルスの持続時間がある決められた値であるとき（一般に5〜200ミリ秒）、ある決められた電圧のパルスを与えるとコレステリック液晶の光学状態を変化させることができる。擾乱電圧V1よりも低い電圧を印加しても、コレステリック材料の状態を変化させることはできない。電圧がより大きなフォーカル-コニック電圧V2になるパルスにより、コレステリック材料はフォーカル-コニック状態74になる。電圧がプラナー電圧V3になったパルスにより、コレステリック材料はプラナー状態72になる。コレステリック液晶に特徴的なこの曲線により、コレステリック・ディスプレイのパッシブ・マトリックスに書き込むことができる。
【００３７】
図4には、本発明の1つの特徴に従ってディスプレイを製造する方法が示してある。この方法は、a）基板15を用意し；b）透明な第1の導電体20を形成し；c）第2の導電体40を形成し；d）第1の導電体と第2の導電体の間に配置されたポリマー分散液晶材料30を含む層を形成し；e）紫外線阻止材料と結合剤とを含んでいて、紫外線が上記ポリマー分散液晶材料に到達するのを阻止する配置にされている少なくとも1つの障壁層17を形成し；f）その後、UVレーザー・ビーム80で第2の導電体をエッチングする操作を含んでいて、そのUVレーザー・ビームが第1の導電体に到達する前に、上記紫外線阻止材料がそのUV光レーザー・ビームを実質的に吸収する。そのため第1の導電体にダメージが及ぶことが効果的に回避される。エッチングの方法は、Stephensonらに付与された米国特許第6,236,442号に開示されている（その内容は、参考としてこの明細書に組み込まれているものとする）。
【実施例】
【００３８】
本発明のコーティングを作り、本発明のUV吸収材料が効果をもたらすかどうかを調べた。最初のテストでは、コーティングに、2質量％の写真グレードのゼラチンと、3質量％の近紫外線阻止有機材料とを含む分散液が含まれていた。紫外線阻止材料は、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-アミルフェニル)-ベンゾトリアゾール（CAS 025973-555-1）と2-(3'-t-ブチル-2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル)-5-クロロ-ベンゾトリアゾール（CAS 003896-11-5）の混合物である。それぞれの化合物は、Tinuvin（登録商標）という商品名でチバ社から入手できる。上記の分散液をポリエステル製支持体上に1平方メートル当たり11.6ccの割合でコーティングした。得られた層は、厚さが0.70μｍであった。第2のテストでは、TiO2粒子を含むゼラチンを、ポリエステル製支持体上にコーティングした。TiO2粒子は平均粒径が60nmであり、10.9質量％のTiO2と、1.4質量％のアミノ-トリメチルホスホン酸分散剤CAS 002235-43-0と、87.7質量％の水とを含む分散液に由来するものであった。得られた層は、厚さが0.5μｍだった。
【００３９】
図5は、125μｍのポリエステル製支持体だけの場合、近紫外線阻止有機材料でコーティングした支持体の場合、厚さ0.5μｍの二酸化チタンでコーティングした支持体の場合の透過率を示している。二酸化チタンをコーティングすることにより、350〜400ナノメートルのスペクトル領域でUVから保護することができる。近紫外線阻止有機材料でコーティングすると、この領域の光がほとんど完全に阻止される。したがって近紫外線阻止有機材料を用いたコーティングは、コレステリック液晶の保護に関してTiO2阻止材料よりも効果が大きいことがわかった。紫外線阻止材料を用いたコーティングは、駆動電圧を顕著に大きくせずにUVから保護するのに十分な薄さであった。
【００４０】
本発明によるいくつかの好ましい実施態様を特に参照して本発明をこれまで詳細に説明してきたが、本発明の精神と範囲の中でバリエーションや改変を実現できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるコーティングされた液晶材料を備えるシートの断面図である。
【図２】2つの安定な光学状態にあるコレステリック材料を含むディスプレイの断面図である。
【図３】強さが変化する電場に対するコレステリック材料の応答を示したグラフである。
【図４】図1の金属層をレーザーでエッチングしたときの断面図である。
【図５】ポリエステル製支持体と、近紫外線阻止有機材料でコーティングされた支持体と、二酸化チタンでコーティングされた支持体の透過率を示している。
【符号の説明】
【００４２】
10    ディスプレイ
15    ディスプレイの基板
17    障壁コーティング
20    第1の導電体
30    ポリマー分散コレステリック層
40    第2の導電体
60    入射光
62    反射光
72    プラナー液晶
74    フォーカル-コニック液晶
80    レーザー・ビーム
V1    擾乱電圧
V2    フォーカル-コニック電圧
V3    プラナー電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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