(57)【要約】  本発明は、少なくとも1つの電気的変調型画像形成層を有してなる少なくとも1つの基板と、少なくとも1つのパターン化導電性層と、少なくとも1つの静電防止層とを含んで成るディスプレイに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの電気的変調型画像形成層を有してなる少なくとも1つの基板と、少なくとも1つのパターン化導電性層と、少なくとも1つの静電防止層とを含んで成るディスプレイ。
【請求項２】
前記少なくとも1つの基板が、可撓性透明基板を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記透明基板が、ポリエステルを含む請求項2に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記透明基板が、ポリカーボネートを含む請求項2に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記透明基板が、アセテートを含む請求項2に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記透明基板が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、アセテート、環状オレフィン、ポリエーテルスルホン、及びポリアミドから成る群から選択された少なくとも1つの部材を含む請求項2に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記基板が、延伸されたラミネートを含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記電気的変調型画像形成層が、光変調材料を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記光変調材料が、液晶材料を含む請求項8に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記液晶材料が、キラル・ネマチック液晶材料である請求項9に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記液晶材料が、ポリマー分散型キラル・ネマチック液晶層である請求項9に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記ポリマーが、ゼラチンである請求項11に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
前記ポリマーが、水溶性である請求項11に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記導電性層が、ITOを含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記導電性層が、少なくとも1種のポリエーテル高分子導電性材料を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
前記ポリエーテル高分子導電性材料が、ポリエーテル・ブロックコポリアミドを含む請求項15に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
前記導電性層が、透明導電性材料を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
前記透明導電性材料が、波長300〜850 nmの輻射線に対して実質的に透明である請求項17に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
前記導電性層が、電気的変調型材料の状態をスイッチするのに十分である104オーム／□未満の表面電気抵抗率を有する請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記導電性層が、300オーム／□未満の表面電気抵抗率を有する請求項19に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
少なくとも第2の導電性層をさらに含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
前記静電防止層が、105〜1012オーム／□の表面抵抗率を有する請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２３】
前記少なくとも1つの静電防止層が、透明層である請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
前記静電防止層が、連続的な導電経路を形成するようにパターン化されている請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２５】
前記静電防止層が、104〜1012オーム／□の表面抵抗率を有し、前記電気的変調型層をスイッチできない請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２６】
前記静電防止層が、少なくとも1種の導電性静電防止材料を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
前記導電性静電防止材料が、金属含有粒子を含む請求項26に記載のディスプレイ。
【請求項２８】
前記金属含有粒子が、針状である請求項27に記載のディスプレイ。
【請求項２９】
前記金属含有粒子が、半導体金属酸化物を含む請求項27に記載のディスプレイ。
【請求項３０】
前記金属含有粒子が、導電性結晶性無機酸化物を含む請求項27に記載のディスプレイ。
【請求項３１】
前記金属含有粒子が、酸化錫を含む請求項30に記載のディスプレイ。
【請求項３２】
前記金属含有粒子が、導電性金属アンチモン酸塩を含む請求項27に記載のディスプレイ。
【請求項３３】
前記金属含有粒子が、導電性無機非酸化物を含む請求項27に記載のディスプレイ。
【請求項３４】
前記導電性静電防止材料が、導電性ポリマーを含む請求項26に記載のディスプレイ。
【請求項３５】
前記導電性ポリマーが、ポリチオフェン、ポリピロール、及びポリアニリンを含む請求項34に記載のディスプレイ。
【請求項３６】
前記静電防止層が、少なくとも1種のイオン導体を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項３７】
前記イオン導体が、無機及び／又は有機塩である請求項36に記載のディスプレイ。
【請求項３８】
前記イオン導体が、導電性クレーである請求項36に記載のディスプレイ。
【請求項３９】
前記イオン導体が、静電散逸可能な界面活性剤である請求項36に記載のディスプレイ。
【請求項４０】
前記界面活性剤が、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル鎖を有する、硫酸アルキル、スルホン酸アルキル及びリン酸アルキルである請求項39に記載のディスプレイ。
【請求項４１】
前記界面活性剤が、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル鎖を有するオニウム塩である請求項39に記載のディスプレイ。
【請求項４２】
前記界面活性剤が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、アミン、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル基を有する、酸及び脂肪酸エステルである請求項39に記載のディスプレイ。
【請求項４３】
前記静電防止層が、キャリヤ材料を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項４４】
前記キャリヤ材料が、ポリマーを含む請求項43に記載のディスプレイ。
【請求項４５】
前記導電性静電防止材料が、前記静電防止層の15〜85重量%を構成し、そして前記ポリマーが、前記静電防止層の15〜85重量%を構成する請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項４６】
前記ポリマーが、ポリプロピレンを含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項４７】
前記ポリマーが、ポリエチレンを含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項４８】
前記ポリマーが、ポリウレタンを含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項４９】
前記ポリマーが、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、オレフィン、塩素化オレフィン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イタコン酸、イタコン酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、第1級アミン付加塩を有するビニルモノマー、及びアミノスチレン付加塩を含有するビニルモノマーから成る群から選択されたモノマーから調製されたポリマー及びインターポリマーの群から選択されたポリマー及びインターポリマーを含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項５０】
前記ポリマーが、スチレン及びスチレン誘導体、アクリル及びアクリル酸誘導体、メタクリル酸及びメタクリル酸誘導体を含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項５１】
前記ポリマーが、ポリエステルを含む請求項44に記載のディスプレイ。
【請求項５２】
前記静電防止層が、前記基板の、前記電気的変調型画像形成層と同じ側に１つの層を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項５３】
前記静電防止層が、前記基板の、前記電気的変調型画像形成層とは反対側に１つの層を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項５４】
前記少なくとも1つの静電防止層が、前記基板の、前記少なくとも1つの導電性層とは反対側にある請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項５５】
前記少なくとも1つの静電防止層が、前記基板の、前記1つの導電性層とは反対側にある請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項５６】
前記少なくとも1つの静電防止層が、少なくとも2つの別個の静電防止層を含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項５７】
前記2つの別個の静電防止層が、異なる組成物を含む請求項56に記載のディスプレイ。
【請求項５８】
前記少なくとも2つの別個の静電防止層が、隣接する層である請求項56に記載のディスプレイ。
【請求項５９】
前記少なくとも2つの別個の静電防止層のうちの一方が、最も外側の層である請求項56に記載のディスプレイ。
【請求項６０】
前記静電防止層の表面抵抗率が、1011〜1013である請求項59に記載のディスプレイ。
【請求項６１】
前記静電防止層の表面粗さが、7〜35ミクロンである請求項60に記載のディスプレイ。
【請求項６２】
前記静電防止層が、水電極法を用いて求めた少なくとも1010 logオーム／□以下の体積抵抗率を有する請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項６３】
前記少なくとも1つの静電防止層が、前記少なくとも1つの静電防止層に隣接する層に対して屈折率整合されている請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項６４】
少なくとも1つの機能層をさらに含む請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項６５】
前記機能層が、UV吸収材料を含む請求項64に記載のディスプレイ。
【請求項６６】
前記機能層が、前記基板の、前記静電防止層を有する側に位置している請求項64に記載のディスプレイ。
【請求項６７】
前記機能層が、環境保護層である請求項64に記載のディスプレイ。
【請求項６８】
前記機能層が、反射防止又は防眩を可能にする請求項64に記載のディスプレイ。
【請求項６９】
該ディスプレイにラミネートされた第2のディスプレイをさらに含み、前記第2のディスプレイが、少なくとも1つの第2の電気的変調型画像形成層を有して成る少なくとも1つの第2の基板と、少なくとも1つの第2のパターン化導電性層と、少なくとも1つの第2の静電防止層とを含み、前記ディスプレイの観察側と、前記ディスプレイの非観察側との間に配置されたこれらの基板が、透明基板である請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項７０】
前記電気的変調型画像形成層が、異なる有色電気的変調型画像形成層である請求項69に記載のディスプレイ。
【請求項７１】
基板を用意し；少なくとも1つの導電性層を適用し；前記少なくとも1つの導電性層をパターン化し；少なくとも1つの電気的変調型画像形成層を適用し；そして少なくとも1つの静電防止層を適用することを含んで成るディスプレイの製造方法。
【請求項７２】
機能層を適用することをさらに含む請求項71に記載の方法。
【請求項７３】
前記少なくとも1つの静電防止層を適用することが、前記少なくとも1つの導電性層をパターン化する前に行われる請求項71に記載の方法。
【請求項７４】
第2の基板を用意し；少なくとも1つの第2の導電性層を適用し；前記少なくとも1つの第2の導電性層をパターン化し；少なくとも1つの第2の電気的変調型画像形成層を適用し；少なくとも1つの第2の静電防止層を適用することにより第2のディスプレイを形成し；そして前記第2のディスプレイを前記ディスプレイにラミネートすることをさらに含む請求項71に記載の方法。
【請求項７５】
第3の基板を用意し；少なくとも1つの第3の導電性層を適用し；前記少なくとも1つの第3の導電性層をパターン化し；少なくとも1つの第3の電気的変調型画像形成層を適用し；少なくとも1つの第3の静電防止層を適用することにより第3のディスプレイを形成し；そして前記第3のディスプレイを前記第2ディスプレイ及び前記ディスプレイにラミネートすることをさらに含む請求項74に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気で誘発されるスイッチング(switching)を防止するための、電気的変調型画像形成層を有するディスプレイ上の静電防止・電荷制御層に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック・ウェブの製造中及び搬送中の静電荷を制御する問題はよく知られている。静電荷の発生及び制御できない放電は、安全上の問題を含む数多くの深刻な問題を招くおそれがある。画像形成、特に写真及び電気的変調型画像形成層を有するディスプレイの分野では、表面上の電荷の蓄積が、汚れの吸引を引き起こし、この汚れは物理的欠陥を生み出すおそれがある。電気的変調型画像形成層の適用中又は適用後の蓄積電荷の放電は、電気的変調型画像形成層内に不規則なスイッチパターン又は「静電マーク」を形成することがある。静電気の問題は、新しい液晶の感度の増大、塗布機の速度の増大、及び仕上げ作業の増大により一層深まっている。塗布プロセス中に発生した電荷は、巻取り及び巻出し作業中、塗布装置又は印刷装置を通しての搬送中、及び仕上げ作業中、例えばスリッティング及びスプール形成中に蓄積するおそれがある。
【０００３】
電気的変調型画像形成層を有するディスプレイの典型的な構成は、透明な可撓性プラスチック・ウェブを用意し、このプラスチック・ウェブの一方の側に、高導電性材料、例えばITOが塗布され、次いで液晶層が塗布される。液晶層は、電場が印加されると状態を変化させることができる。たいていのディスプレイ用途に使用される可撓性ウェブは厚さ3〜7ミルを有することができ、そして可撓性ウェブの、電気的変調型画像形成層とは反対側は、電荷を移動又は散逸させる能力を有していない。このタイプのウェブがローラを介して、又はローラニップを通して運搬される場合、残留電荷がウェブ上に蓄積される。ウェブが接地されていないか又は十分に導電性ではない場合、表面が電荷をもはや保持できない程度まで電荷が蓄積することになる。電場が十分なレベルである場合、この電場により電気的変調型画像形成層は点源として状態を(フォーカルコニックからプレーナーへ、又はプレーナーからフォーカルコニックへ)スイッチするようになることがある。結果として得られるウェブは、静電気で誘発されたマークを有する。このマークは、周りの背景とは異なる状態にあり、ウェブ内に欠陥を形成する。多くの場合、液晶のスイッチされた部分は、容易に元の状態にスイッチすることはできない。
【０００４】
1つ又は2つ以上の導電性「静電防止」層を支持構造内に組み込むことにより、静電荷を効果的に散逸させ得ることが一般に知られている。静電防止層の典型的な位置は、種々様々な搬送ローラと接触する外面である。画像形成要素の場合、静電防止層は通常、支持体の、画像形成層とは反対側に配置されている。画像形成要素は、樹脂コート紙がイオン伝導性塩及び水の両方を含有する静電制御用デュアルシステム、並びに、裏側樹脂層の外側の導体を有することもできる。
【０００５】
種々様々な導電性材料を静電防止層内に組み込むことにより、幅広い範囲の導電率をもたらすことができる。これらの材料は2つの大きな群：(i)イオン導体と(ii)電子伝導体とに分類することができる。イオン導体の場合、電荷は、電解質を通して荷電種をバルク分散させることにより移送される。この場合、静電防止層の電気抵抗率は、温度及び湿度に依存する。特許明細書に以前から記載されている、単純無機塩、界面活性剤のアルカリ金属塩、イオン伝導性ポリマー、アルカリ金属塩を含有する高分子電解質、及びコロイド金属酸化物ゾル(金属塩により安定化)が、このカテゴリーに含まれる。しかし、使用される無機塩、高分子電解質、及び低分子量界面活性剤は水溶性であり、処理中に静電防止層から浸出させられ、結果として静電防止機能を失う。電子伝導体を採用する静電防止層の導電率は、イオン移動度ではなく電子移動度に依存し、そして湿度には依存しない。共役ポリマー、半導体金属ハロゲン化物塩、及び半導体金属酸化物粒子を含有する静電防止層が以前から記載されている。しかしながら、これらの静電防止層は典型的には、しばしば高価な高容積パーセントの電子伝導性材料を含有し、これらの材料は好ましくない物理特性、例えば、色、増大した脆弱性、及び弱い付着力を静電防止層に付与する。
【０００６】
従来技術の大部分は、水性溶剤又は有機溶剤を基剤とする塗布用組成物から、静電防止層を塗布することを伴う。印画紙の場合、典型的には、イオン導体に基づく静電防止層は、水性及び／又は有機溶剤を基剤とする配合物から塗布される。このことは溶剤の効果的な排除を必要とする。効率のために必然的に求められる速乾性条件下では、このような層の形成は、いくつかの問題をもたらすおそれがある。不適切な乾燥は、塗膜の欠陥、及び静電防止層の不十分な付着力及び／又は凝集力を必ず招き、廃棄物又は性能の劣化を生じさせることになる。静電防止層の付着力又は凝集力が弱いと、許容しがたいダスティング及びトラックオフを招くおそれがある。ダスティング、フレーキング又はその他の原因から生じた不連続的な静電防止層は、貧弱な導電率を示すことがあり、また所要の静電防護を提供することができない。不適切な乾燥はまた、紙支持体から処理タンク内へのステアリン酸カルシウムの浸出を許し、ステアリン酸塩スラッジの蓄積を招くおそれもある。処理溶液中の静電防止裏層のフレークは軟質タール状種を形成することがある。このタールは極めて少量であっても、乾燥器ローラ上に汚れとして再堆積し、最終的には印画紙の画像領域に移り、受け入れがたい欠陥を形成する。さらに、現在の印画紙製品上に静電防止剤として使用される導電性材料の大部分は、イオンの性質に基づいて、写真処理後に導電性を失う。このことは、写真処理装置内及び／又はスタック内での乾燥後に、プリントを粘着性にするおそれがある。樹脂コート紙ベース上に位置する他の画像形成要素は、紙がイオン伝導性塩及び水の両方を含有する静電制御用デュアルシステム、並びに、裏側樹脂層の外側の導体を有する。
【０００７】
米国特許第6,197,486号明細書及び同第6,207,316号明細書に開示された静電防止層は、(同時)押出し法を介して形成することができ、ひいては別個の工程において支持体を塗布する必要をなくし、そして製造プロセスをより低廉にする。
【０００８】
全てのプラスチック・ウェブ媒体、例えばフォーム-コアポリマーシートの開発に伴って、プラスチック・ウェブ媒体に対する導電性に関する要件は増大するのが典型的である。なぜならば、導電性を提供するために水と塩とを含有する紙ベースがないからである。ウェブ媒体は、電子伝導性材料、例えば酸化錫、ポリチオフェン及びその他のものの添加を必要とする場合がある。これらの材料のいくつかは、種々の被覆量のこれらの材料と関連する色を有する。これらの材料はまた、よりコンベンショナルな導電性混合物と比較して、極めて高価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
静電気の蓄積の結果生じる、望ましくない制御不能の変化を防止するために、電気的変調型ディスプレイ内に使用することができる導電性材料が依然として必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、少なくとも1つの電気的変調型画像形成層を有してなる少なくとも1つの基板と、少なくとも1つのパターン化導電性層と、少なくとも1つの静電防止層とを含んで成るディスプレイに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はいくつかの利点を有する。これらの利点の全てが単独の態様に組み入れられるわけではない。十分な導電性を有する静電防止層が電気的変調型画像形成要素に含まれることは、電気的変調型画像形成層に状態をスイッチさせるおそれのある制御不能の局部的な静電蓄積を防止するのに不可欠である。本発明は、摩擦制御、耐引掻き性、液晶の光安定性、望ましくない汚れの減少、及び仕上げ及び切断装置を通しての搬送状態の改善という点で、追加の利益を提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、基板又は電気的変調型画像形成層を有してなる基板と、パターン化導電性層と、少なくとも1つの静電防止層とを含んで成るディスプレイに関する。静電防止層は任意選択的に、光学特性及び物理特性を改善するための高分子バインダー又はキャリヤを含む。ディスプレイは積み重ねて、多層ディスプレイ、潜在的には多色ディスプレイを生成することができる。
【００１３】
本明細書中に使用される「液晶側」及び「面」という用語は、ディスプレイの、電気的変調型画像形成層を有する側又はその側に向いていることを意味する。「下側」、「裏側」又は「観察側」という用語は、ディスプレイの、電気的変調型画像形成層を有する側とは反対側又は反対側に向いていることであって、観察者に最も近く、そして観察者がディスプレイを透視する側を意味する。基板の「電気的変調型画像形成側」は、液晶が適用される側である。基板の「電気的変調型画像形成側でない側」は、基板の、電気的変調型画像形成層とは反対側である。「トップ」又は「上側」という用語は、観察者又は観察面から最も遠い側又はその側に向いていることを意味する。
【００１４】
本発明の静電防止層は導電性静電防止材料を含み、そしてイオン導体及び導電性静電防止材料を含むことができる。導電性静電防止材料は、静電防止層内に利用される場合、好ましくは、電気抵抗率1013オーム／□未満、最も好ましくは3 x 1012オーム／□未満の静電防止層を生成する。好ましい態様の場合、静電防止層の抵抗率は、1012〜104オーム／□である。1012を上回ると、静電防止層は典型的には、写真系内のカブリを防止する点まで電荷蓄積を防ぐのに十分な、又は液晶ディスプレイの望ましくない点スイッチングを防ぐのに十分な電荷伝導を可能にすることはない。105よりも導電率が高い層は電荷蓄積を防止するものの、たいていの静電防止材料は内生的にそのような導電率を有してはおらず、また、105を上回る導電率を有する材料の場合、静電防止層が電気的変調型材料の状態を望ましくなくスイッチする可能性がある。静電防止層はITOから成る高導電性層から離れており、そしてウェブ基板の、ITO層とは反対側に位置していると、静電防止層は最良の静電制御を可能にする。ITO層はウェブ基板自体を含んでよい。好ましくはマトリックス・アドレス可能な又は画素化されたディスプレイに関する、本発明による静電防止層は、電気的変調型層をスイッチング可能としないのがよい。
【００１５】
導電性静電防止材料、例えば共役導電性ポリマー、導電性炭素粒子、結晶性半導体粒子、非晶質半導体フィブリル、及び連続的な導電性金属又は半導体薄膜を本発明に使用することにより、湿度とは無関係な、処理後も有効であり続ける静電防止保護作用を提供することができる。種々のタイプの導電性静電防止材料、電子伝導性金属含有粒子、例えば半導体金属酸化物、及び電子伝導性ポリマー、例えば置換型又は無置換型ポリチオフェン、置換型又は無置換型ポリピロール、及び置換型又は無置換型ポリアニリンが、本発明にとって特に効果的である。
【００１６】
本発明において使用することができる導電性金属含有粒子は、導電性結晶性無機酸化物、導電性金属アンチモン酸塩、及び導電性無機非酸化物を含む。結晶性無機酸化物は、例えば米国特許第4,275,103号明細書、同第4,394,441号、同第4,416,963号、同第4,418,141号、同第4,431,764号、同第4,495,276号、同第4,571,361号、同第4,999,276号、同第5,122,445号の各明細書(これら全てを引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、酸化亜鉛、チタニア、酸化錫、アルミナ、酸化インジウム、シリカ、マグネシア、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、及び酸化バナジウム、又はこれらの複合酸化物から選択することができる。
【００１７】
導電性結晶性無機酸化物は、0.01〜30モルパーセントの「ドーパント」を含有してよい。好ましいドーパントは、酸化亜鉛のためにはアルミニウム又はインジウム、チタニアのためにはニオビウム又はタンタル、そして酸化錫のためにはアンチモン、ニオビウム又はハロゲンを含んでよい。或いは導電率は、当業者によく知られた方法によって酸素欠乏を形成することにより高めることもできる。アンチモン・ドープ型酸化錫粒子、例えば米国特許第5,484,694号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)において教示されているような、X線結晶子サイズが100Åであり、平均等価球直径が15 nm未満でありしかもX線結晶子サイズ以上である粒子の使用が具体的に考えられる。
【００１８】
静電防止層内に使用することができる、特に有用な電子伝導性金属含有静電防止粒子は、針状ドープ型金属酸化物、針状金属酸化物粒子、及び酸素欠乏含有針状金属酸化物を含む。このカテゴリーにおいて、針状ドープ型酸化錫粒子、具体的には針状アンチモン・ドープ型酸化錫粒子、針状ニオブ・ドープ型二酸化チタン粒子が、その入手し易さの理由から好ましい。前記針状導電性粒子は好ましくは、断面直径が0.02 μm以下であり、アスペクト比が5:1以上である。本発明に有用なこれらの針状導電性粒子のいくつかは、米国特許第5,719,016号、同第5,731,119号、同第5,939,243号の各明細書、及びこれらに記載された参考文献(全てを引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されている。
【００１９】
本発明の乾燥された静電防止層内の針状電子伝導性金属酸化物粒子の体積分率は1〜70%、最適の物理特性を得るために、好ましくは5〜50%であってよい。非針状電子伝導性金属酸化物粒子の場合、体積分率は15〜90%、最適の物理特性を得るために、好ましくは20〜80%であってよい。
【００２０】
本発明は、導電性静電防止剤が導電性「非晶質」ゲル、例えば酸化バナジウムのリボン又はファイバーから成る酸化バナジウム・ゲルを含む場合にも適用可能である。このような酸化バナジウム・ゲルは、任意の種々様々な方法によって調製することができる。これらの方法の一例としては、米国特許第4,203,769号明細書に記載されているような溶融急冷、独国4,125,758号明細書に記載されているようなイオン交換、又は国際公開第93/24584号パンフレットに主張されているバナジウムオキソアルコキシドの加水分解が挙げられる。これら全てを引用することにより本明細書に組み入れる。酸化バナジウム・ゲルは好ましくは、導電率を高めるために銀でドープされる。文献においてよく知られている酸化バナジウム・ゲルの他の調製方法は、バナジウム又は五酸化バナジウムと過酸化水素との反応、及びVO2OAc又は酸塩化バナジウムの加水分解を含む。
【００２１】
本発明に基づく使用に適した導電性金属アンチモン酸塩は、例えば米国特許第5,368,995号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)、及び同第5,457,013号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)を含む。好ましい導電性金属アンチモン酸塩は、ルチル又はルチル関連結晶構造を有し、そしてM+2Sb+52O6(M+2=Zn+2、Ni+2、Mg+2、Fe+2、Cu+2、Mn+2、Co+2)又はM+3Sb+5O4(M+3=In+3、Al+3、Sc+3、Cr+3、Fe+3)として表すことができる。いくつかの導電性金属アンチモン酸塩は、Nissan Chemical Companyから、水性又は有機分散体の形態で商業的に入手可能である。或いは、米国特許第4,169,104号明細書及び同第4,110,247号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に教示されたM+2Sb+52O6の調製方法は、アンチモン酸カリウムの水溶液を適切な金属塩(例えば塩化物、硝酸塩、硫酸塩)の水溶液で処理することにより、対応する不溶性水和物のゼラチン状析出物を形成することによるものであり、この不溶性水和物は、好適な処理によって導電性金属アンチモン酸塩に変換することができる。使用する場合には、乾燥された静電防止層内の導電性金属アンチモン酸塩の体積分率は、15〜90%であってよい。しかし最適の物理特性を得るためには、20〜80%であることが好ましい。
【００２２】
本発明における導電性静電防止粒子としての使用に適した導電性無機非酸化物は、金属窒化物、金属ホウ化物及び金属ケイ化物を含む。これらの形状は針状又は非針状であってよい。これらの無機非酸化物の例は、窒化チタン、ホウ化チタン、炭化チタン、ホウ化ニオビウム、炭化タングステン、ホウ化ランタン、ホウ化ジルコニウム、又はホウ化モリブデンを含む。導電性炭素粒子の例は、カーボンブラック及びカーボンフィブリル、又は単壁又は多壁形態のナノチューブを含む。このような好適な導電性炭素粒子の例は、米国特許第5,576,162号明細書及びその参考文献に見いだすことができる。これらを引用することにより本明細書に組み入れる。
【００２３】
本発明の静電防止層内に内蔵するのに好ましい好適な導電性静電防止ポリマーは、具体的には電子伝導性ポリマー、例えば米国特許第6,025,119号、同第6,060,229号、同第6,077,655号、同第6,096,491号、同第6,124,083号、同第6,162,596号、同第6,187,522号、同第6,190,846号の各明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に示されているようなポリマーである。これらの電子伝導性ポリマーは、(米国特許第5,716,550号、同第5,093,439号、同第4,070,189号の各明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているような)置換型又は無置換型のアニリン含有ポリマー、(米国特許第5,300,575号、同第5,312,681号、同第5,354,613号、同第5,370,981号、同第5,372,924号、同第5,391,472号、同第5,403,467号、同第5,443,944号、同第5,575,898号、同第4,987,042号、及び同第4,731,408号の各明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているような)置換型又は無置換型のチオフェン含有ポリマー、(米国特許第5,665,498号、同第5,674,654号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているような)置換型又は無置換型のピロール含有ポリマー、及びポリ(イソチアナフテン)又はこれらの誘導体を含む。これらの導電性ポリマーは、有機溶剤又は水又はこれらの混合物中に可溶性又は分散性であってよい。本発明のための好ましい導電性ポリマーは、ポリピロールスチレンスルホネート(米国特許第5,674,654号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)ではポリピロール/ポリ(スチレンスルホン酸)と呼ばれる)、3,4-ジアルコキシ置換型ポリピロールスチレンスルホネート、及び3,4-ジアルコキシ置換型ポリチオフェンスチレンスルホネートを、これらの色の理由から含む。最も好ましい置換型電子伝導性ポリマーは、比較的多くの量で明らかに利用可能であることを目的として、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェンスチレンスルホネート)、例えばBayer Corporationによって供給されるBaytron（商標）Pを含む。本発明の乾燥された静電防止層内の導電性ポリマーの重量%は、1〜99%であるが、しかし最適な物理特性を得るためには、好ましくは2〜30%である。
【００２４】
湿度依存性のイオン導体は伝統的に、電子伝導体よりもコスト効率が高く、そして反射性画像形成媒体、例えば紙において幅広く使用されている。このようなイオン導体はいずれも、本発明の静電防止層内に静電防止材料として内蔵することができる。イオン導体は、無機及び／又は有機塩を含むことができる。アルカリ金属塩、具体的にはポリ酸のアルカリ金属塩が効果的であり得る。アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム又はカリウムを含むことができ、そしてポリ酸は、ポリアクリル酸又はポリメタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、ポリスルホン酸、又はこれらの化合物の混合ポリマー、並びにセルロース誘導体を含むことができる。ポリスチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸のアルカリ塩又はアルカリセルローススルフェートが、これらの性能のために好ましい。
【００２５】
米国特許第4,542,095号明細書及び同第5,683,862号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載された、重合されたアルキレンオキシド及びアルカリ金属塩の組み合わせも好ましい選択肢である。具体的には、ポリエチレンエーテルグリコールと硝酸リチウムとの組み合わせが、その性能及びコストの理由から、望ましい選択肢である。また、無機粒子、例えば導電性の合成又は天然スメクタイトクレーも好ましい。本発明における用途のために特に好ましいのは、例えば米国特許第5,683,862号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、高分子ラテックス・バインダー及び非イオン性界面活性剤化合物と組み合わされたアルカリ金属塩、米国特許第5,869,227号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、ハロゲン化ビニリデンのインターポリマーと組み合わされたスメクタイトクレー、米国特許第5,891,611号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、スメクタイトクレー及び高分子バインダー(高分子バインダーは十分にスメクタイトクレー内部に挿入するか又はスメクタイトクレーを展開することができる)、米国特許第5,981,126号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、スメクタイトクレー、十分にスメクタイトクレー内部に挿入するか又はスメクタイトクレーを展開する第1高分子バインダー、及び十分にはスメクタイトクレー内部に挿入せず又はスメクタイトクレーを展開しない第2高分子バインダー、米国特許第6,077,656号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、アルカリ金属塩と、重合アルキレンオキシド、正荷電型コロイド状酸化物ゾル、及びポリオレフィン表面上の剥離強度が200 g以上の第1級アミン付加塩のインターポリマーである皮膜形成バインダーとの組み合わせ、米国特許第6,171,769号明細書及びこの明細書の参考文献(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、アルカリ金属塩と、重合アルキレンオキシド、コロイドシリカ、好ましくはアルミニウム改質コロイドシリカ、及びポリプロピレン表面上の剥離強度200 g以上の高分子皮膜形成バインダーとの組み合わせ、のようなイオン導体である。
【００２６】
静電防止特性及び物理性能全体を維持しつつ優れた溶融処理可能性を示す点で、当業者によく知られた高分子導電性材料の別の好適な群が、ポリアルコキシル化化合物を含有するポリエーテル系高分子静電防止化合物を含むことができる。これらの材料は、ポリエーテル・ブロック、例えばポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、ポリテトラメチレンオキシド、ポリオキシアルキレングリコール、例えばポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコールを含有する種々の高分子物質、ポリアルコキシレートと脂肪酸との反応生成物、ポリアルコキシレートと脂肪アルコールとの反応生成物、ポリアルコキシレートとポリヒドロキシアルコールの脂肪酸エステルとの反応生成物(例えば脂肪酸、脂肪グリコール、脂肪ソルビトール、脂肪ソルビタン、及び脂肪アルコールのポリアルコキシレート反応生成物)、又はこれらのインターポリマー及び／又は混合物を含むことができる。好適なポリアルコキシル化化合物のポリエーテル鎖は式(−OCxH2x−)nを有する。xは2〜8であり、アルキル基は線状又は分枝状であり、そしてnは2〜1000である。ポリエーテル鎖に沿ったイオン伝導はこれらのポリマーを内在的に散逸性にし、抵抗率108〜1013オーム／□をもたらすと考えられる。
【００２７】
本発明の目的上、オリゴマー、ホモポリマー、インターポリマー及び／又はこれらの混合物を含有する任意のポリアルコキシル化化合物を、本発明において好適に使用することができる。しかしながら、このようなポリエーテル高分子導電性材料の好ましい例は、ポリアミド・ブロック及びポリエーテル・ブロックを含む材料、例えばポリエーテル・ブロックコポリアミド、及び例えば米国特許第4,331,786号、同第4,115,475号、同第4,195,015号、同第4,839,441号、同第4,864,014号、同第4,230,838号、同第4,332,920号、同第6,197,486号、同第6,207,361号、同第6,436,619号、同第6,465,140号、及び同第6,566,033号の各明細書、及びElf Atochemによって供給されるPebax又はCiba Specialty Chemicalsによって現在供給されているIrgastatに関する製品文献に開示された材料、例えば米国特許第5,604,284号、同第5,652,326号、同第5,886,098号の各明細書に開示されたポリエーテルエステルアミド、及び例えば米国特許第5,159,053号、同第5,863,466号の各明細書に開示されているような、ポリアルキレングリコール分を含有する熱可塑性ポリウレタンである。上記文献の全ての内容を引用することにより本明細書に組み入れる。静電防止剤として使用される最も好ましいポリエーテル高分子導電性化合物は、ポリアミド・ブロック及びポリエーテル・ブロックを含む材料である。
【００２８】
静電気を散逸させることができる界面活性剤も、本発明において静電防止材料として使用するのに適している。このような界面活性剤は通常、高極性化合物であり、そして米国特許第6,136,396号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているような、アニオン性、カチオン性又は非イオン性、又はこれらの混合物であることが可能である。アニオン性界面活性剤の例は、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル鎖を有する硫酸アルキル、スルホン酸アルキル、及びリン酸アルキルを含むような化合物を含む。カチオン性界面活性剤の例は、オニウム塩、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル鎖を有する、特に第4アンモニウム又はホスホニウム塩のような化合物を含む。非イオン性界面活性剤の例は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリエーテル、並びに、炭素原子数4又は5以上の長さのアルキル鎖を有するアミン、酸及び脂肪酸エステルを含む。本発明に従って、電荷のバランスをとるために、界面活性剤を効果的に使用することもできる。この場合、他の表面との接触により表面上に発生することになる電荷を相殺するように、好適な界面活性剤が選択される。
【００２９】
静電防止層内に内蔵することができる導電性粒子は、粒子サイズ又は形状において具体的に制限されるものではない。粒子形状は、ほぼ球状又は等軸状の粒子から高アスペクト比粒子までの、例えばファイバー、ホイスカー、チューブ、小板、又はリボンであってよい。加えて、上記導電性材料は、種々の他の粒子上に塗布することができ、これらの他の粒子もまた形状又は組成において具体的に制限されることはない。例えば導電性無機材料は、非導電性シリカ、アルミナ、チタニア、及びマイカ粒子、ホイスカー、又はファイバー上に塗布することができる。
【００３０】
１つの態様としては、静電防止材料は透明であるか又はその他の態様で人間の目に見えないようになることができる。日光照射下で人間の目に見えない具体的な導電性静電防止材料の場合、吸光率及び反射率の特定の波長範囲がある。照射源は、導電性材料の吸光率に調和され、検出器はその反射率に調和される。導電性材料はインクに添加することができる。溶剤系インクの例は、ニトロセルロースマレイン酸、ニトロセルロースポリアミド、ニトロセルロースアクリル酸、ニトロセルロースウレタン、塩素化ゴム、ビニル、アクリル酸、アルコール可溶性アクリル酸、酢酸セルロースアクリル酸スチレン、及びその他の合成ポリマーを含むことができる。水性インクの例は、アクリル酸エマルジョン、マレイン酸樹脂分散体、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びその他の合成ポリマーを含む。輻射線硬化型インクの例は、紫外線及び電子ビームインクを含む。導電性静電防止材料の印刷のための好ましいインクシステムは、水性インク及び輻射線硬化型インクである。なぜならば、溶剤系インクシステムに関連する揮発性有機化合物を低減する必要があるからである。日光照射下で人間の目に見えないインクは、インクが透明なため、支持体上のいかなるデザインの物理的外観をも変化させることなしに、裏側フィルム支持体基板に適用することができる。静電防止層又はベースの屈折率を調節して、互いにより密接に整合させることがいくつかの配合物において必要な場合がある。こうして、静電防止剤として使用される導電性材料の知覚度は最小限に抑えられる。屈折率を調節することが可能な任意の材料を使用して、調節を行うことができる。これらの調節は、ポリマーバインダーの選択、又はナノ粒子、例えばZnO、TiO2、クレー、フルオロポリマー、及びその他のものの添加を含んでよい。
【００３１】
導電性静電防止材料はそのままで基板に適用することができ、或いは、キャリヤ材料中に分散させることもできる。本発明の静電防止層は、導電性であってもなくてもよいコロイド状ゾルを含むことが好ましく、これにより、物理特性、例えば耐久性、粗さ、摩擦係数を改善することができ、またコストを削減することができる。本発明において好ましいコロイド状ゾルは、液状媒質、好ましくは水中に、微粉化された無機粒子を含む。最も好ましくは、無機粒子は、金属酸化物を基剤とする。このような金属酸化物は、酸化錫、チタニア、酸化アンチモン、ジルコニア、セリア、イットリア、ケイ酸ジルコニウム、シリカ、アルミナ、例えばベーマイト、アルミニウム改質シリカ、並びに周期表の第III及びIV族の他の無機金属酸化物、及びこれらの混合物を含む。無機金属酸化物ゾルは、所望の特性の最終的なバランス、並びにコストに応じて選択される。炭化ケイ素、窒化ケイ素、及びフッ化マグネシウムのような無機粒子も、ゾル形態で使用されると、本発明にとって有用である。ゾルの無機粒子の平均粒子サイズは、100 nm未満、好ましくは70 nm未満、そして最も好ましくは40 nm未満である。本発明において有用な種々様々なコロイド状ゾルが、DuPont、Nalco Chemical Co.、及びNyacol Products Inc.から商業的に入手可能である。
【００３２】
前記ゾルの無機粒子の重量パーセントは、本発明の乾燥された静電防止層の5%以上、より好ましくは10%以上であることが好ましく、これにより所望の物理特性が達成される。
【００３３】
本発明の静電防止層は、本明細書でバインダーとも呼ばれる好適な高分子キャリヤを含むことにより、物理特性、例えば付着力、対磨耗性、バックマーク保持及びその他を達成することもできる。ベース基板又は支持体材料に対する導電性材料の付着力を促進するために、ポリマーがしばしば使用される。これらのポリマーは、塗布法又は印刷法をその設計範囲内で作用させるのに十分な容積又はバルクを提供する上で有用な場合もある。ポリマーは、改善された機能性、例えば引掻き傷又は磨耗に対する抵抗、摩擦係数及びその他の用途を最適化するための適正な滑り摩擦を、静電防止層に提供することもできる。高分子バインダー又はキャリヤは、特定の必要性に応じていかなるポリマーであってもよい。キャリヤ又はバインダー・ポリマーは、水溶性ポリマー、親水性コロイド、又は水不溶性ポリマー、ラテックス又は分散体のうちの1種又は2種以上であってよい。特に好ましいのは、エチレン系不飽和型モノマー、例えばスチレン、スチレン誘導体、アクリル酸又はメタクリル酸及びこれらの誘導体、オレフィン、塩素化オレフィン、(メタ)アクリロニトリル、イタコン酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、第1級アミン付加塩を有するビニルモノマー、及びアミノスチレン付加塩を含有するビニルモノマー、及びその他から調製されたポリマー及びインターポリマーの群から選択されたポリマーである。また、キャリヤ・ポリマー、例えばポリウレタン及びポリエステルも含まれる。特に好ましいキャリヤ又はバインダー・ポリマーは、米国特許第6,171,769号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているような、ポリプロピレン表面上の剥離強度200 g以上の高分子皮膜形成バインダー、又は、米国特許第6,077,656号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているような、剥離強度が200 g以上の第1級アミン付加塩のインターポリマーから成る高分子皮膜形成バインダーである。なぜならば、これらの付着特性が優れているからである。典型的には導電性材料は、静電防止層の15〜85重量%であってよい。キャリヤ・ポリマーは、好ましくは静電防止層の15〜85重量%であってよい。
【００３４】
熱手段によって形成される場合、高分子バインダー又はキャリヤは、米国特許第6,197,486号、同第6,207,361号、同第6,436,619号、同第6,465,140号、同第6,566,033号の各明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示された熱処理可能なポリマーのいずれかであってよい。本発明にとって好ましい好適なクラスの熱可塑性ポリマーは、アルファ-ベータ不飽和型モノマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、セルロースエステル、ポリビニル樹脂、ポリスルホンアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、ポリスルホネート、ポリエステル・イオノマー、及びポリオレフィン・イオノマーを含むことができる。これらのポリマーのインターポリマー及び／又は混合物を使用することもできる。本発明において使用するのに適したアルファ-ベータ不飽和型モノマーのポリマーの例としては、エチレン、プロピレン、ヘキセン、ブテン、オクテン、ビニルアルコール、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニリデン、アクリル酸の塩、メタクリル酸の塩、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、塩化ビニル、及びスチレンが挙げられる。これらの上記のポリマーのインターポリマー及び／又は混合物を本発明において使用することもできる。このカテゴリーの最も好ましいポリマーは、コスト及び機械特性の理由から、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンを含み、これらのインターポリマー及び／又は混合物を伴う。
【００３５】
本発明におけるキャリヤ・ポリマーとしての使用に適したポリエステルは、芳香族、脂環式、及び脂肪族のジオールと、脂肪族、芳香族及び脂環式ジカルボン酸との縮合から誘導されたポリエステルを含み、そして脂環式、脂肪族、又は芳香族ポリエステルであってよい。本発明の実施において利用することができる有用な脂環式、脂肪族、又は芳香族ポリエステルは、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンドデケート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、ポリ(エチレン(2,7-ナフタレート))、ポリ(メタフェニレンイソフタレート)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(エチレンスクシネート)、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(エチレンセバケート)、ポリ(デカメチレンアゼレート)、ポリ(エチレンサバケート)、ポリ(デカメチレンアジペート)、ポリ(デカメチレンセバケート)、ポリ(ジメチルプロピオラクトン)、ポリ(パラ-ヒドロキシベンゾエート)、ポリ(エチレンオキシベンゾエート)、ポリ(エチレンイソフタレート)、ポリ(テトラメチレンテレフタレート)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタレート)、ポリ(デカメチレンテレフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(trans)、ポリ(エチレン1,5-ナフタレート)、ポリ(エチレン2,6-ナフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)(cis)、及びポリ(1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)(trans)を含む。
【００３６】
ジオールと芳香族ジカルボン酸との縮合から調製されたポリエステル化合物が、本発明における使用に好ましい。有用な芳香族カルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、及びo-フタル酸、1,3-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ジフェニルジカルボン酸、4,4-ジフェニルスルホン-ジカルボン酸、1,1,3-トリメチル-5-カルボキシ-3-(p-カルボキシフェニル)-イダン、ジフェニルエーテル4,4'-ジカルボン酸、及びビス-p(カルボキシ-フェニル)メタンを含んでよい。前述の芳香族ジカルボン酸のうち、ベンゼン環に基づくもの(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸)が好ましい。テレフタル酸が特に好ましい酸前駆体である。
【００３７】
最も好ましいポリエステルは、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)及びポリ(エチレンナフタレート)、及びこれらのインターポリマー及び／又は混合物を含む。これらのポリエステルの選択肢の中では、少量の他のモノマーによって改質することができるポリ(エチレンテレフタレート)が最も好ましい。
【００３８】
本発明におけるキャリヤ・ポリマーとしての使用に適したポリアミドは、合成線状ポリカーボンアミドを含むことができる。合成線状ポリカーボンアミドは、ポリマー鎖の不可欠な部分として反復ポリカーボンアミド基が存在することを特徴とする。反復ポリカーボンアミド基は、少なくとも2つの炭素原子によって互いに分離されている。このタイプのポリアミドは、ナイロンとして当業者に広く知られたポリマーを含む。ナイロン（商標）は、一般式：
【００３９】
−NHCOR1COHNR2−
【００４０】
によって表される反復ユニットを有する、ジアミンと二塩基酸とから得られる。上記式中R1は、炭素原子数2以上、好ましくは2〜11のアルキレン基、又は炭素原子数6以上、好ましくは6〜17のアリーレンであり；そしてR2は、R1とアリール基とから選択される。また、周知の方法によって、例えばヘキサメチレンジアミンと、テレフタル酸とアジピン酸とから成る二塩基酸の混合物との縮合により得られたコポリアミド及びターポリアミドも含まれる。上記のポリアミドは当業者にはよく知られており、そして例えば、30%ヘキサメチレンジアンモニウムイソフタレートと70%ヘキサメチレンジアンモニウムアジペートとのコポリアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ナイロン6,6)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(ナイロン6,10)、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ヘプタメチレンピメラミド)(ナイロン7,7)、ポリ(オクタメチレンスベラミド)(ナイロン8,8)、ポリ(ノナメチレンアゼルアミド)(ナイロン9,9)、ポリ(デカメチレンアゼルアミド)(ナイロン10,9)、ポリ(デカメチレンセバカミド)(ナイロン10,10)、ポリ(ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン-1,10-デカン-カルボキサミド))、ポリ(m-キシリレンアジパミド)、ポリ(p-キシレンセバカミド)、ポリ(2,2,2-トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(p-フェニレンテレフタルアミド)、及びポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)を含む。
【００４１】
他の有用なポリアミドは、アミノ酸及びこれらの誘導体、例えばラクタムの重合により形成されたポリアミドである。有用なポリアミドは、ポリ(4-アミノ酪酸)(ナイロン4)、ポリ(6-アミノヘキサン酸)(ナイロン6)、ポリ(7-アミノヘプタン酸)(ナイロン7)、ポリ(8-アミノオクタン酸)(ナイロン8)、ポリ(9-アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(10-アミノデカン酸)(ナイロン10)、ポリ(11-アミノウンデカン酸)(ナイロン11)、ポリ(12-アミノドデカン酸)(ナイロン12)を含むことができる。最も好ましいポリアミドは、ポリ(カプロラクタム)、ポリ(12-アミノドデカン酸)、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリ(m-キシレンアジパミド)、ポリ(6-アミノヘキサン酸)、及びこれらのインターポリマー及び／又は混合物を含む。
【００４２】
好適なセルロースエステルは、硝酸セルロース、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、及びこれらのインターポリマー及び／又は混合物を含むことができる。本発明における使用のために好ましいポリカーボネートは、ビスフェノールAポリカーボネートである。有用なポリビニル樹脂は、ポリ塩化ビニル、ポリ(ビニルアセタール)、及びこれらのインターポリマー及び／又は混合物を含むことができる。
【００４３】
本発明の静電防止層は、他の任意選択の成分を含んでよい。このような任意の成分は、相溶化剤、成核剤、充填剤、可塑剤、衝撃改質剤、連鎖延長剤、着色剤、滑剤、界面活性剤、及び塗布助剤、その他の静電防止導電剤、オニウム塩、顔料、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、分散剤、例えば脂肪アミド(例えばステアラミド)、脂肪酸の金属塩、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、染料、例えばウルトラマリン・ブルー、コバルト・バイオレット、酸化防止剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、難燃剤、艶消し粒子又は粗面化剤、例えばシリカ、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、クレー、及びアルミナ、架橋剤、溶剤及び補助溶剤、及びボイド形成剤を含むことができる。これらの任意の成分及び適切な量は当業者に知られており、必要に応じて選ぶことができる。
【００４４】
本発明は好ましくは、写真、電子写真、エレクトロスタトグラフィ、フォトサーモグラフィ、移動、エレクトロサーモグラフィ、誘電記録、熱色素転写、インクジェット、及びその他のタイプの画像形成を利用する要素を含む、画像形成要素において適用される。本発明はより好ましくは、写真画像形成要素、具体的には印画紙及び他のディスプレイ製品において適用される。ディスプレイ製品は、写真ディスプレイ製品、並びにフラットパネル型ディスプレイ製品、例えば液晶ディスプレイ製品を含むことができる。
【００４５】
静電防止層は、フラットパネル型ディスプレイ製品、又は基板上に電気的変調型画像形成材料を有するその他の製品において使用することができる。基板は、少なくとも1つの表面上に電気的変調型画像形成層を担持する。好適な材料は、好適な基板構造上に、例えば1つ又は2つ以上の電極上又は電極間に配置された電気的変調型材料を含むことができる。本明細書中に使用される「電気的変調型材料」という用語は、任意の好適な不揮発性材料を含むものとする。電気的変調型材料に適した材料は、米国特許出願第09/393,553号明細書及び米国特許仮出願第60/099,888号明細書に記載されている。これら両明細書を引用することにより本明細書に組み入れる。
【００４６】
電気的変調型材料は、粒子又は微視的容器又はマイクロカプセルの配列を有する印刷可能な導電性インクであってもよい。各マイクロカプセルは、流体、例えば誘電流体又はエマルジョン流体の電気泳動組成物と、着色又は荷電粒子又はコロイド材料の懸濁液とを含有する。マイクロカプセルの直径は典型的には約30〜約300ミクロンである。1態様によれば、粒子は誘電流体と視覚的にコントラストを成す。別の態様によれば、電気的変調型材料は、回転可能な球体を含んでよい。球体は、異なる着色表面域を見せるように回転することができ、そして前方観察位置と後方非観察位置との間を移動することができる、例えばジリコンである。具体的には、ジリコンは、液体を充填された球形キャビティ内に含有され、そしてエラストマー媒質中に埋め込まれたねじれ回転要素から成る材料である。回転要素は、外部電場が課せられることによって、光学特性の変化を示すように形成することができる。所与の極性の電場が印加されると、回転要素の1セグメントが、ディスプレイの観察者に向かって回転し、そしてこれは観察者によって見ることができる。対向極性の電場が印加されると、要素は回転させられ、第2の異なるセグメントが観察者に明らかにされる。ジリコン・ディスプレイは、電場がディスプレイ集成体にアクティブに印加されるまで、所与の形態を維持する。ジリコン粒子は典型的には直径約100ミクロンである。ジリコン材料は、米国特許第6,147,791号明細書、同第4,126,854号明細書及び同第6,055,091号明細書に開示されている。
【００４７】
1態様によれば、マイクロカプセルには、黒色色素又は有色色素中の荷電白色粒子を充填することができる。電気的変調型材料、及び本発明とともに使用するのに適した、インクの配向を制御するか又はインクの配向を生じさせることができる集成体を製作する方法の例は、国際公開第98/41899号パンフレット、同第98/19208号パンフレット、同第98/03896号パンフレット、及び同第98/41898号パンフレットに示されている。これらを引用することにより本明細書に組み入れる。
【００４８】
電気的変調型材料は、米国特許第6,025,896号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示された材料を含むこともできる。この材料は、多数のマイクロカプセル内に封入された液体分散媒質中の荷電粒子を含む。荷電粒子は異なるタイプの色及び電荷極性を有することができる。例えば、黒色の負荷電粒子とともに白色の正荷電粒子を採用することができる。上記マイクロカプセルは電極対間に配置されるので、荷電粒子の分散状態を変化させることにより、材料によって所望の画像が形成され、そして表示される。荷電粒子の分散状態は、電気的変調型材料に印加された、制御された状態の電場を介して変化させられる。好ましい態様によれば、マイクロカプセルの粒子直径は、5ミクロン〜200ミクロンであり、荷電粒子の粒子直径は、マイクロカプセルの粒子直径サイズの1000分の1〜5分の1である。
【００４９】
さらに、電気的変調型材料は、サーモクロミック材料を含むことができる。サーモクロミック材料は、熱を加えると透明状態と不透明状態との間でその状態を交互に変化させることができる。こうして、画像を形成するために特定の画素位置に熱を加えることにより、サーモクロミック画像形成材料は画像を発生させる。材料に熱が再び加えられるまで、サーモクロミック画像形成材料は、特定の画像を保持する。再書き込み可能な材料は透明なので、下側のUV蛍光印刷物、デザイン及びパターンを透視することができる。
【００５０】
電気的変調型材料は、表面安定化型強誘電性液晶(SSFLC)を含むこともできる。表面安定化型強誘電性液晶は、密な間隔を置いて配置されたガラス板間に強誘電性液晶を閉じ込めることにより、結晶の自然の螺旋形態を抑える。セルは、印加される電場の符号を単に交互に代えるだけで、光学的に区別可能な2つの安定状態間で迅速にスイッチできる。
【００５１】
エマルジョン中に懸濁された磁性粒子は、本発明とともに使用するのに適した追加の画像形成材料を含む。磁力を加えることにより、磁性粒子を有するように形成された画素を変えて、人間及び／又は機械によって読み取り可能な表示を形成、更新、又は変化させる。当業者には明らかなように、種々の双安定不揮発性画像形成材料が入手可能であり、そして本発明において実施することができる。
【００５２】
電気的変調型材料は、単色、例えば黒色、白色、又は透明色として構成することもでき、そして、蛍光、真珠光沢、生物発光、白熱光、紫外線、赤外線であってよく、或いは、波長特異的な輻射線吸収材料又は輻射線放射材料を含んでもよい。電気的変調型材料から成る複数の層があってよい。電気的変調型材料から成るディスプレイ材料の種々の層又は領域は、種々異なる特性又は色を有することができる。さらに、種々の層の特性は互いに異なっていてよい。例えば、1つの層を使用することにより、可視光範囲内の情報を見るか又は表示することができるのに対して、第2の層は、紫外線に応答するか又は紫外線を放射する。或いは不可視層は、前記輻射線吸収特性又は放射特性を有する、非電気的変調型材料に基づく材料から構成することもできる。本発明との関連において採用される電気的変調型材料は、好ましくは、表示物のディスプレイを維持する力を必要としないという特徴を有する。
【００５３】
本明細書中に使用される「液晶ディスプレイ」(LCD)という用語は、種々の電子装置において使用されるフラットパネル型ディスプレイの一種である。最小限に見ても、LCDは、基板と、少なくとも1つの導電性層と、液晶層と、液晶材料の状態を変化させるのに十分な、液晶層を横切る電場を発生させる手段とを含む。LCDは2つの偏光子材料シートと、これらの偏光子シート間に位置する液晶溶液とを含んでもよい。偏光子材料シートは、ガラス又は透明プラスチックから成る基板を含んでよい。LCDは機能層を含んでもよい。LCD物品の１つの態様では、本明細書中では基板とも呼ばれる透明な多層可撓性支持体に、第1の導電性層が塗布されている。第1の導電性層はパターン化されていてよい。第1の導電性層の上には、光変調液晶層が塗布されている。第2の導電性層には、誘電層が適用され上塗りされている。誘電層には、誘電導電性の行コンタクトが取り付けられており、誘電層は、導電性層と誘電導電性の行コンタクトとの間の相互接続を可能にするビア(図示せず)を含む。液晶層と第2の導電性層との間には、任意のナノ顔料含有機能層を適用することができる。
【００５４】
液晶(LC)は光学スイッチとして使用される。基板は通常、透明導電性電極を有するように製造される。電極内では、電気的「駆動」信号がカップリングされる。駆動信号は、液晶材料中の相変化又は状態変化を引き起こすことができる電場を誘発し、液晶は、その相及び／又は状態に応じて、異なる光反射特性を示す。
【００５５】
例えばフラットパネル型ディスプレイ内で使用することができる、LCDの代わりとなるディスプレイ技術がある。注目すべき例は、有機又はポリマー発光デバイス(OLED)又は(PLED)である。これらのデバイスは、いくつかの層から成っており、層のうちの1つは、デバイス間に電圧を印加することによりエレクトロルミネッセンスを示すように形成することができる有機材料から成っている。OLEDデバイスは典型的には、基板、例えばガラス又はプラスチック・ポリマーにおいて形成されたラミネートである。ルミネッセント有機固体の発光層、並びに隣接する半導体層が、アノードとカソードとの間にサンドイッチされる。半導体層は、正孔注入層と電子注入層であってよい。PLEDは、ルミネッセント有機材料がポリマーであるOLED亜種であると考えることができる。発光層は、数多くの発光有機固体のいずれかから、例えば適宜に蛍光性又は化学発光性の有機化合物であるポリマーから選択することができる。このような化合物及びポリマーは、8-ヒドロキシキノレートの金属イオン塩、三価金属キノレート錯体、三価金属架橋キノレート錯体、シッフ塩基二価金属錯体、錫(IV)金属錯体、金属アセチルアセトネート錯体、有機配位子、例えば2-ピコリルケトン、2-キナルジルケトン、又は2-(o-フェノキシ)ピリジンケトン、ビスホスホネートを内蔵する金属二座配位子錯体、二価金属マレオニトリルジチオレート錯体、分子電荷移動錯体、希土類混合型キレート、(5-ヒドロキシ)キノキサリン金属錯体、アルミニウムトリス-キノレート、及びポリマー、例えばポリ(p-フェニレンビニレン)、ポリ(ジアルコキシフェニレンビニレン)、ポリ(チオフェン)、ポリ(フルオレン)、ポリ(フェニレン)、ポリ(フェニルアセチレン)、ポリ(アニリン)、ポリ(3-アルキルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、及びポリ(N-ビニルカルバゾール)を含む。カソード及びアノードの間に電位差が加えられると、電子注入層からの電子と、正孔注入層からの正孔とが発光層内に注入され、これらが再結合して、光を放射する。OLED及びPLEDについては、以下の米国特許明細書：米国特許第5,507,745号(Forrest他)、同第5,721,160号(Forrest他)、同第5,757,026号(Forrest他)、同第5,834,893号(Bulovic他)、同第5,861,219号(Thompson他)、同第5,904,916号(Tang他)、同第5,986,401号(Thompson他)、同第5,998,803号(Forrest他)、同第6,013,538号(Burrows他)、同第6,046,543号(Bulovic他)、同第6,048,573号(Tang他)、同第6,048,630号(Burrows他)、同第6,066,357号(Tang他)、同第6,125,226号(Forrest他)、同第6,137,223号(Hung他)、同第6,242,115号(Thompson他)、及び同第6,274,980号(Burrows他)の各明細書に記載されている。これら全てを引用することにより本明細書に組み入れる
【００５６】
典型的なマトリックス-アドレス発光ディスプレイ装置において、単一の基板上に多数の発光デバイスが形成され、これらの発光デバイスは、規則的な格子パターンを成して群の形態で配列される。活性化は行及び列ごとに行うか、又は個々のカソード路及びアノード路を有するアクティブなマトリックスにおいて行うことができる。OLEDは、先ず基板上に透明電極を堆積し、そしてこれをパターン化して電極部分を形成することにより、製造されることが多い。次いで、透明電極上に有機層を堆積する。有機層上には、金属電極を形成することができる。例えば米国特許第5,703,436号明細書(Forrest他)の場合、正孔注入電極として透明酸化インジウム錫(ITO)が使用され、そして電子注入のために、Mg−Ag−ITO電極層が使用される。
【００５７】
好ましい電気的変調型画像形成層は液晶性材料を含む。液晶は、中間相における分子の配列に応じて、ネマティック(N)、キラル・ネマティック(N*)、又はスメクティックであることが可能である。キラル・ネマティック液晶(N*LC)ディスプレイは典型的には反射性である。すなわち、バックライトが必要でなく、偏向フィルム又はカラーフィルターの使用なしに機能することができる。
【００５８】
キラル・ネマティック液晶は、よく出会うLCデバイスにおいて使用されているねじれネマティック及び超ねじれネマティックよりもピッチが細かい液晶のタイプを意味する。キラル・ネマティック液晶がこのように名付けられたのは、このような液晶配合物が、キラル剤をホスト・ネマティック液晶に添加することにより一般に得られるからである。双安定又は多安定ディスプレイを製造するために、キラル・ネマティック液晶を使用することができる。これらのデバイスは、不揮発性「メモリー」特性により電力消費量を著しく低減している。このようなディスプレイは、画像を維持するための連続的な駆動回路を必要としないので、消費電力を著しく低減する。キラル・ネマティック・ディスプレイは場の不存在において双安定であり、2つの安定なテキスチャーは、反射性の平面テキスチャー、及び弱散乱性のフォーカル・コニック・テキスチャーである。平面テキスチャーの場合、キラル・ネマティック液晶分子の螺旋軸は、液晶が配置された基板に対して実質的に垂直である。フォーカルコニック状態の場合、液晶分子の螺旋軸は、概ねランダムに配向される。キラル・ネマティック材料中のキラル・ドーパントの濃度を調節することにより、中間相のピッチ長が変調され、ひいては反射される輻射線の波長が変調される。科学的な研究を目的として、赤外線及び紫外線を反射させるキラル・ネマティック材料が使用されている。商業的なディスプレイは、最も多くの場合、可視光を反射させるキラル・ネマティック材料から製作される。いくつかの周知のLCDデバイスは、米国特許第5,667,853号明細書に記載されているようなガラス基板を覆う、化学エッチングされた透明な導電性層を含む。
【００５９】
１つの態様では、液晶は実質的な単層として適用することができる。「実質的な単層」という用語は、ディスプレイ平面に対して垂直な方向において、ディスプレイ(又は画像形成性層)のほとんどの点、好ましくはディスプレイの点(又は面積)の75パーセント以上で、最も好ましくはディスプレイの点(又は面積)の90パーセント以上で、電極間にサンドイッチされたドメインから成る層が単層を上回らないことを意味するものとして、出願人によって定義される。換言すれば、電極間に単一ドメインだけが存在するディスプレイの点(又は面積)の量と比較して、最大の場合でも、ディスプレイの点(又は面積)のわずかな部分(好ましくは10パーセント未満)だけしか、ディスプレイ平面に対して垂直な方向において、電極間に単一ドメインを上回るドメイン(2つ又は3つ以上のドメイン)を有することはない。
【００６０】
単層のために必要となる材料の量は、ドメインの完全に閉じた充填配列を想定して、個々のドメインサイズに応じて計算することにより、正確に見極めることができる。(実際には、ギャップが発生する欠陥、及びオーバーラップする液滴又はドメインに起因する何らかの不均一が存在することがある。)  これに基づいて、算出量は、好ましくは、単層ドメイン被覆に必要な量の約150パーセント未満、好ましくは単層ドメイン被覆に必要な量の約125パーセント以下、より好ましくはドメイン単層に必要な量の約110パーセント以下である。さらに、塗布される液滴の幾何学的形状及びブラック反射条件に基づいて、異なる状態でドープされたドメインを適切に選択することにより、改善された視野角及び広帯域の特徴を得ることができる。
【００６１】
本発明の好ましい態様の場合、ディスプレイ装置又はディスプレイ・シートは単に、ディスプレイ面に対して垂直な線に沿って、液晶材料の単一画像形成層、好ましくは可撓性基板上に塗布された単層を有するにすぎない。このような構造は、互いに対向する基板間にそれぞれ鉛直方向に積み重ねられた画像形成層と比較して、モノクローム棚ラベルなどのために特に有利である。しかし、積み重ねられた画像形成層を有する構造が、何らかの事例、例えばマルチカラー又はフルカラー、例えばRGBディスプレイにおいて追加の利点を提供するために任意選択的に使用される。
【００６２】
好ましくは、ドメインは平坦化された球体であり、平均して厚さが長さよりも相当に小さく、好ましくは50%以上小さい。より好ましくは、ドメインは平均して、厚さ(深さ)と長さとの比が1:2〜1:6である。ドメインの平坦化は、塗膜を適正に調製し、そしてこれを十分に迅速に乾燥させることにより達成することができる。ドメインは好ましくは、平均直径2〜30ミクロンである。画像形成層の厚さは好ましくは、最初の塗布時には10〜150ミクロンであり、乾燥時には2〜20ミクロンである。
【００６３】
液晶材料の平坦化ドメインは、長軸と短軸とを有するものとして定義することができる。ディスプレイ又はディスプレイ・シートの好ましい態様の場合、長軸のサイズは、ドメインの大部分のセル(又は画像形成性層)厚よりも大きい。このような寸法の関係は米国特許第6,061,107号明細書(参考のためその全体を本明細書中に引用する)に示されている。
【００６４】
現在のキラル・ネマティック液晶材料は通常、キラル・ドーパントと組み合わされた少なくとも1種のネマティック・ホストを含む。一般に、ネマティック液晶相は、有用な複合体特性を提供するように組み合わされた1つ又は2つ以上のメソゲニック成分から成っている。多くのこのような材料は、商業的に入手可能である。キラル・ネマティック液晶混合物のネマティック成分は、適切な液晶特性を有する任意の好適なネマティック液晶混合物又は組成物から成っていてよい。ネマティック液晶相は典型的には2〜20、好ましくは2〜15種の成分から成っている。上記材料リストは、包括的又は限定的なものであることを意図するものではない。このリストは、使用に適した種々の代表的な材料又は混合物を開示する。これらの混合物は、電気光学的液晶組成物中に活性要素を含む。
【００６５】
好適なキラル・ネマティック液晶組成物は好ましくは、正の誘電異方性を有し、そして、フォーカル・コニック・テキスチャーとねじれ平面テキスチャーとを形成するのに効果的な量で、キラル材料を含む。キラル・ネマティック液晶材料は、その優れた反射特性、双安定性及びグレースケール・メモリーのために好ましい。キラル・ネマティック液晶は典型的には、所期ピッチ長さを形成するのに十分な量の、ネマティック液晶とキラル材料との混合物である。好適な商業的ネマティック液晶は、例えば、E. Merck(独国Darmstadt)によって製造された、E7、E44、E48、E31、E80、BL087、BL101、ZLI-3308、ZLI-3273、ZLI-5048-000、ZLI-5049-100、ZLI-5100-100、ZLI-5800-000、MCL-6041-100、TL202、TL203、TL204及びTL205を含む。正の誘電異方性を有するネマティック液晶、特にシアノビフェニルが好ましいが、負の誘電異方性を有するネマティック液晶を含む、当業者に知られた事実上いかなるネマティック液晶も、本発明における使用に適しているはずである。当業者には明らかなように、他のネマティック材料も、本発明における使用に適することがある。
【００６６】
中間相の螺旋ねじれを誘発し、これにより可視光の反射を可能にするためにネマティック混合物に添加されるキラル・ドーパントは、任意の有用な構造クラスから形成することができる。ドーパントは、とりわけ、ネマティック・ホストとの化学的適合性、螺旋ねじれ力、温度感受性、及び耐光性を含むいくつかの特性に応じて選択される。多くのキラル・ドーパント・クラスが当業者に知られている：例えばG. Gottarelli及びG. Spada, Mol. Cryst. Liq. Crys., 123, 377(1985); G. Spada及びG. Proni, Enantiomer, 3, 301(1998)；米国特許第6,217,792号明細書；米国特許第6,099,751号明細書；米国特許出願第10/651,692号明細書(参考のためその全体を本明細書中に引用する)。
【００６７】
キラル・ネマティック液晶材料及びセル、並びにポリマー安定化キラル・ネマティック液晶及びセルが当業者によく知られており、例えば同時係属中の米国特許出願第07/969,093号明細書(1992年10月30日付け出願)；同第08/057,662号明細書(1993年5月4日付け出願)；Yang他、Appl. Phys. Lett. 60(25)第3102-04頁(1992)；Yang他、J. Appl. Phys. 76(2) 第1331頁(1994)；公開された国際特許出願PCT/US92/09367；及び公開された国際特許出願PCT/US92/03504に記載されている。これら全てを引用することにより本明細書に組み入れる。
【００６８】
液晶液滴又はドメインは、当業者に知られた任意の方法によって形成することができる。この方法はドメインのサイズの制御を可能にする。液晶ドメインは好ましくは、米国特許第6,556,262号明細書及び同第6,423,368号明細書(引用することにより本明細書に組み入れる)に開示されているように、限定凝集法を用いて形成される。限定凝集は、所与サイズ未満の光変調材料を分散させるものとして、そして、結果として生じるドメインのサイズを制限するために凝集制限材料を使用するものとして定義される。このような材料は、最大ドメインサイズと最小ドメインサイズとの比が2:1であることを特徴としている。「均一ドメイン」という用語を使用することにより、ドメインサイズのばらつきが2:1未満であるようなドメインが形成されていることを意味する。制限ドメイン材料は、光学特性を改善した。
【００６９】
不混和性の電場応答性光変調材料を、所定量のコロイド粒子とともに、水系中に分散させてブレンドすることにより、凝集サイズ未満の電場応答性光変調材料を形成する。本明細書中ではエマルジョンとも呼ばれる分散体が乾燥させられると、複数の電気的応答性の光学状態を有する均一ドメイン集合を備えた塗布材料が生成される。乳化剤として機能するコロイド状固形粒子は、高分散状態からのドメイン成長を制限する。均一なサイズを有する液晶ドメインを形成して機械塗布することにより、光学効率が改善された光変調電気的応答性シートが製造される。
【００７０】
具体的には、液晶材料は、水溶性バインダー材料、例えば脱イオン・ゼラチン、ポリビニルアルコール(PVA)又はポリエチレンオキシド(PEO)を含有する水性浴内に分散させることができる。このような化合物は、写真フィルムと連携する設備において、機械塗布可能である。好ましくは、バインダーのイオン含量は低いことが望ましい。このようなバインダー中のイオンの存在は、分散された液晶材料にわたって電場が発生するのを妨げる。加えて、バインダー中のイオンは電場の存在において移動し、光変調層を化学的に損傷するおそれがある。液晶及びゼラチンのエマルジョンを厚さ5〜30ミクロンまで塗布することにより、光変調層の光特性を最適化する。塗膜厚、液晶ドメインのサイズ、及び液晶材料のドメインの濃度は、光学特性が最適になるように構成される。
【００７１】
１つの態様では、微粉砕シリカ、凝集制限材料(duPont CorporationのLUDOX（商標）)の存在において、液晶材料が均質化される。水性浴に促進剤材料、例えばアジピン酸及び2-(メチルアミノ)エタノールのコポリマーを添加することにより、コロイド粒子を液-液界面に駆出することができる。超音波を使用して液晶材料を分散させることにより、1ミクロン未満のサイズの液晶ドメインを形成する。超音波エネルギーを除去すると、液晶材料は凝集して、均一サイズのドメインになる。最小ドメイン・サイズと最大ドメインサイズとの比は約1:2だけ異なった。液晶材料に対してシリカ及びコポリマーの量を変化させることにより、(顕微鏡で測定して)平均直径約1、3及び8ミクロンの平均ドメインサイズのエマルジョンを生成した。これらのエマルジョンは、後続の塗布のためにゼラチン溶液中に希釈することができる。
【００７２】
界面活性剤添加後、そして機械塗布後、限定凝集材料のドメインは、均一なサイズを維持する。限定凝集法によって生成された乾燥された塗膜内部には、望ましくない電気光学特性を有する寄生ドメインは、もし存在するとしてもわずかしかない。ドメインサイズ約2ミクロンの、限定凝集法を用いて形成された塗膜が、最大半透明性を有し得る。一定の材料濃度及び塗膜厚を得るためには、ドメインサイズ約2ミクロンの限定凝集材料が、コンベンショナルな分散法を用いて形成されたいかなるサイズのドメインよりも、著しく高い半透明性を有する。
【００７３】
限定凝集法によって形成されたシートの曲線は、コンベンショナルな方法で分散された材料の曲線と類似している。しかし8〜10ミクロンのドメインの場合、材料は寄生ドメインの排除により、散乱の低減を示すことができる。コンベンショナルな方法で分散されたコレステリック材料は、寄生ドメインを含有する。寄生ドメインは、コレステリック材料によって反射される波長以外の波長の光を反射させる。限定凝集分散体は、寄生ドメインの排除により、他の波長における反射を低減する。色純度の増大は、フルカラー画像を形成するために良好に分離された色チャネルを必要とするフルカラー・ディスプレイを開発する上で重要である。限定凝集コレステリック材料は、コンベンショナルな方法によって分散されたコレステリック液晶材料よりも高純度の光反射を提供する。このような材料は、コンベンショナルな写真塗布機を使用して製造することができる。
【００７４】
液晶液滴を取り囲み、そして液晶液滴の凝集を防止するのに役立つ懸濁安定剤に関しては、限定凝集技術によってエチレン系不飽和型モノマーを付加反応させることにより高分子粒子を形成する、当業者に知られた任意の好適なコロイド安定剤、例えば無機材料(例えば金属塩又は水酸化物又は酸化物又は粘度)、有機材料(例えば澱粉、スルホン化架橋型有機ホモポリマー及び米国特許第2,932,629号明細書に記載されているような樹脂ポリマー)；米国特許第4,833,060号明細書に記載されているようなシリカ；コポリマー、例えば米国特許第4,965,131号明細書に記載されているようなコポリ(スチレン-2-ヒドロキシエチルメタクリレート-メタクリル酸-エチレングリコールジメタクリレート)を採用することができる。上記明細書全てを引用することにより本明細書に組み入れる。シリカが好ましい懸濁安定剤である。
【００７５】
懸濁安定剤を液滴と水性相との界面に懸濁安定剤を駆出するのに適した促進剤は、スルホン化ポリスチレン、アルギネート、カルボキシルメチルセルロース、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド又はテトラメチルアンモニウムクロリド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムクロリド、ジエチルアミノエチルメタクリレート、水溶性複合樹脂アミン縮合生成物、例えばジエタノールアミンとアジピン酸との水溶性縮合生成物(例えばポリ(アジピン酸-コ-メチルアミノエタノール)、エチレンオキシドの水溶性縮合生成物、尿素、及びホルムアルデヒド及びポリエチレンイミン；ゼラチン、グルー、カゼイン、アルブミン、グルテン及びメトキシセルロースを含む。好ましい促進剤は、トリエチルフェニルアンモニウムクロリドである。
【００７６】
液晶ドメインを含有する層を適用するのに適した配合物を提供するために、分散体をポリマーと合体させて、ポリマー分散型液晶(PDLC)を形成することができる。ポリマー添加前に、液晶分散体と一緒に界面活性剤を含むことにより、液滴から粒子懸濁液安定剤が除去されるのを防止することができる。このことは、液滴の更なる凝集を防止する助けとなる。
【００７７】
１つの態様では、連続マトリックス中にキラル・ネマティック液晶組成物を分散することができる。このような材料は、「ポリマー分散型液晶」材料又は「PDLC」材料と呼ばれる。このような材料は種々の方法によって形成することができる。例えば、Doane他(Applied Physics Letters,48, 269(1986))は、ポリマーバインダー中にほぼ0.4 μm液滴のネマティック液晶5 CBを含むPDLCを開示している。このPDLCを調製するために相分離法が用いられる。モノマー及び液晶を含有する溶液がディスプレイ・セル内に充填され、次いで材料は重合される。重合されると、液晶は不混和性になり、核生成して液滴を形成する。West他(Applied Physics Letters,63, 1471(1993))は、ポリマーバインダー中にキラル・ネマティック混合物を含むPDLCを開示している。ここでもまた、PDLCを調製するために相分離法が用いられる。液晶材料及びポリマー(ヒドロキシ官能化ポリメチルメタクリレート)を、ポリマーのための架橋剤とともに、共通の有機溶剤トルエン中に溶解し、そして酸化インジウム錫(ITO)基板上に塗布する。高温でトルエンを蒸発させると、ポリマーバインダー中の液晶材料の分散体が形成される。Doane他及びWest他の相分離法は、或る特定の製造環境中で好ましくない場合がある有機溶剤の使用を必要とする。
【００７８】
好ましくは、分散ポリマーは親水性バインダーである。好適な親水性バインダーは、天然起源物質及び合成物質の双方、すなわち天然起源物質、例えばタンパク質、タンパク質誘導体、セルロース誘導体(例えばセルロースエステル)、ゼラチン及びゼラチン誘導体、多糖及びカゼインなど、並びに合成透水性コロイド、例えばポリ(ビニルラクタム)、アクリルアミドポリマー、ポリ(ビニルアルコール)及びその誘導体、加水分解ポリビニルアセテート、アルキル及びスルホアルキル及びメタクリレートのポリマー、ポリアミド、ポリビニルピリジン、アクリル酸ポリマー、無水マレイン酸コポリマー、ポリアルキレンオキシド、メタクリルアミドコポリマー、ポリビニルオキサゾリジノン、マレイン酸コポリマー、ビニルアミンコポリマー、メタクリル酸コポリマー、アクリロイルオキシアルキルアクリレート及びメタクリレート、ビニルイミダゾールコポリマー、ビニルスルフィドコポリマー、及びスチレンスルホン酸を含有するホモポリマー又はコポリマーを含む。ゼラチンが好ましい。
【００７９】
本発明において、硬化剤を含有するゼラチンを任意選択滴に使用することができる。本発明との関連において、硬化剤は、ゼラチン又はゼラチン誘導体中の化学架橋を引き起こす任意の添加剤として定義される。多くのコンベンショナルな硬化剤が、ゼラチンを架橋することで知られている。ゼラチン架橋剤(すなわち硬化剤)は、使用される固形乾燥済ゼラチン材料の重量を基準として(乾燥済ゼラチンとは、膨潤ゼラチンと比較して、例えばEastman Gel Co.から得られるような、周囲条件でほぼ乾燥状態にあるゼラチンを意味する)、約0.01重量%以上、好ましくは約0.1〜約10重量%、そしてより好ましくは約1〜約5重量%の量で含まれる。所望の場合には、2種以上のゼラチン架橋剤を使用することができる。好適な硬化剤は、無機、有機硬化剤、例えばアルデヒド硬化剤及びオレフィン硬化剤を含むことができる。無機硬化剤は、アルミニウム塩、特に硫酸塩、カリウム及びアンモニウムミョウバン、炭酸アンモニウムジルコニウム、クロム塩、例えば硫酸クロム及びクロムミョウバン、二酸化チタン塩、及び二酸化ジルコニウムのような化合物を含む。代表的な有機硬化剤又はゼラチン架橋剤は、アルデヒド化合物及び関連化合物、ピリジニウム、オレフィン、カルボジイミド、及びエポキシドを含むことができる。このように、好適なアルデヒド硬化剤は、ホルムアルデヒド、及び2つ又は3つ以上のアルデヒド官能基、例えばグリオキサル、及びグルテルアルデヒドなどを含有する化合物を含む。他の好ましい硬化剤は、ブロックされたアルデヒド官能基を含有する化合物、例えばテトラヒドロ-4-ヒドロキシ-5-メチル-2(1H)-ピリミジノンポリマーのタイプのアルデヒド(Sequa SUNREZa 700)、1アンヒドログルコース単位：2グリオキサル単位から成るグリオキサルポリオール反応生成物を有するタイプのポリマー(Sequa Chemicals, Inc.から得られるSEQUAREZa 755)、DME-Melamin非ホルムアルデヒド樹脂、例えばSequa Chemicals, Inc.から得られるSequa CPD3046-76、及び2,3-ジヒドロキシ-1,4-ジオキサン(DHD)を含む。このように、オレフィン官能基を含有する硬化剤は、例えばビス-(ビニルスルホニル)-メタン(BVSM)、ビス-(ビニルスルホニル-メチル)エーテル(BVSME)、及び1,3,5-トリアクリロイルヘキサヒドロ-s-トリアジンなどを含む。本発明との関連において、活性オレフィン化合物は、2つ又は3つ以上のオレフィン結合、特に、隣接する電子求引基によって活性化される不飽和型ビニル基を有する化合物として定義される(The Theory of the Photographic Process、第4版、T.H. James, 1977, Macmillan Publishing Co., 第82頁)。硬化剤のその他の例は、標準的な参考文献、例えばThe Theory of the Photographic Process、T.H. James、Macmillan Publishing Co.(New York 1977)、又はResearch Disclosure、1996年9月、第389巻、第IIB部(硬化剤)、又はResearch Disclosure、1994年、第365巻、第36544項、第IIB部(硬化剤)に見いだすことができる。Research Disclosureは、Kenneth Mason Publications Ltd., Dudley House, 12 North St. Emsworth, Hampshire PO10 7DQ, Englandの刊行物である。米国特許第3,679,274号、同第2,994,611号、同第3,642,486号、同第3,490,911号、同第3,635,718号、同第3,640,720号、同第2,992,109号、同第3,232,763号、及び同第3,360,372号の各明細書に開示されているようなオレフィン硬化剤が最も好ましい。
【００８０】
活性オレフィン型硬化剤の中で、好ましいクラスの硬化剤は、具体的には2つ又は3つ以上のビニルスルホニル基を含む化合物である。これらの化合物を以後、「ビニルスルホン」と呼ぶ。このタイプの化合物は、例えば米国特許第3,490,911号、同第3,642,486号、同第3,841,872号、同第4,171,976号の各明細書を含む数多くの特許明細書に記載されている。ビニルスルホン硬化剤は、コロイドを形成するポリマーを架橋する能力を有する結果、硬化剤として効果的であると考えられる。
【００８１】
液晶液滴表面から懸濁安定剤が除去されるのを防止するために、塗布用組成物を調製するための混合工程に、好適なアニオン性界面活性剤、例えばポリイソプロピルナフタレン-ナトリウムスルホネート、ナトリウムドデシルスルフェート、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート、並びに米国特許第5,326,687号明細書及びResearch Disclosure 308119のSection XI(1989年12月)、表題「Photographic Silver Halide Emulsions, Preparations, Addenda, Processing, and Systems(写真ハロゲン化銀乳剤、調製、添加物、処理、及びシステム)」(これら双方を引用することにより本明細書に組み入れる)に示されたアニオン性界面活性剤を含むことができる。芳香族スルホネートがより好ましく、ポリイソプロピルナフタレンスルホネートが最も好ましい。
【００８２】
静電防止層は基板に適用される。基板は不透明又は透明であってよい。好ましくは、ディスプレイのための基板は可撓性プラスチック基板である。可撓性プラスチック基板は、導電性高分子フィルムを支持する任意の可撓性の自己支持型プラスチック・フィルムであってよい。「プラスチック」は、通常高分子合成樹脂から形成された高分子化合物であって、他の成分、例えば硬化剤、充填剤、強化剤、着色剤、及び可塑剤と組み合わせることができるものを意味する。プラスチックは熱可塑性材料及び熱硬化性材料を含む。
【００８３】
可撓性プラスチック・フィルムは、自己支持型であるのに十分な厚さと機械的完全性を有しなければならないが、しかし、剛性であるほど厚くあるべきではない。典型的には、可撓性プラスチック基板は、複合フィルムのうち最も厚い層である。その結果、基板は、完全な構造を有する複合フィルムの機械・熱安定性をかなりの程度まで決定する。
【００８４】
可撓性プラスチック基板材料の別の重要な特徴は、そのガラス転移温度(Tg)である。Tgは、プラスチック材料がガラス状態からゴム状態に変化するときのガラス転移温度として定義される。Tgは、材料が実際に流動する前の所定の範囲を含む。可撓性プラスチック基板に適した材料は、ガラス転移温度が比較的低い、例えば最大でも150℃の熱可塑性材料、並びに、ガラス転移温度がより高い、例えば150℃を上回る材料を含む。可撓性プラスチック基板のための材料は、製造プロセス条件(例えば堆積温度及びアニール温度)、並びに製造後条件(例えばディスプレイ製造業者のプロセス・ライン内の条件)のようなファクターに応じて選択される。下記のプラスチック基板のうちの或る特定のものは、約200℃以上までの、またいくつかのものは300-500℃までのより高い処理温度に、損傷なしで耐えることができる。
【００８５】
典型的には、最も好ましい可撓性プラスチック基板は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリスルホン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド、酢酸塩、例えば酢酸セルロース、脂肪族ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メチルx-メタクリレート)、脂肪族又は環状ポリオレフィン、ポリアリーレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)、テフロン（登録商標）ポリ(ペルフルオロ-カルボキシ)フルオロポリマー(PFA)、ポリ(エーテルエーテルケトン)(PEEK)、ポリ(エーテルケトン)(PEK)、ポリ(エチレンテトラフルオロエチレン)フルオロポリマー(PETFE)、及びポリ(メチルメタクリレート)及び種々のアクリレート/メタクリレートコポリマー(PMMA)である。脂肪族ポリオレフィンは、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、及び、延伸ポリプロピレン(OPP)を含むポリプロピレンを含んでよい。ポリオレフィン及び環状ポリオレフィンを含んでよい。好ましい可撓性プラスチック基板は、環状ポリオレフィン又はポリエステルである。種々の環状ポリオレフィンが可撓性プラスチック基板に適している。その例は、日本国東京在、Japan Synthetic Rubber Co.によって製造されたArton（商標）；日本国東京在、Zeon Chemicals L.P.によって製造されたZeonor T；及びドイツ国Kronbergの、Celanese A.G.によって製造されたTopas（商標）を含む。Artonは、ポリマーフィルムであるポリ(ビス(シクロペンタジエン))縮合物である。好ましいポリエステルは芳香族ポリエステル、例えばAryliteである。プラスチック基板の種々の例を上に示したが、言うまでもなく、基板は他の材料、例えばガラス及び石英から形成することもできる。
【００８６】
好適なポリエステルは、炭素原子数4〜20の芳香族、脂肪族又は脂環式ジカルボン酸、及び炭素原子数2〜24の脂肪族又は脂環式グリコールから生成されたポリエステルを含む。好適なジカルボン酸の例は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ナトリウムスルホイソフタル酸、及びこれらの混合物を含む。好適なグリコールの例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、他のポリエチレングリコール、及びこれらの混合物を含む。このようなポリエステルが当業者によく知られており、これらは周知の技術、例えば米国特許第2,465,319号明細書及び同第2,901,466号明細書に記載されている技術によって製造することができる。好ましい連続マトリックス・ポリエステルは、テレフタル酸又はナフタレンジカルボン酸と、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールから選択された少なくとも1種のグリコールとから成る反復単位を有するポリエステルである。少量の他のモノマーによって改質することができるポリ(エチレンテレフタレート)が特に好ましい。他の好適なポリエステルは、適量の共酸成分、例えばスチルベンジカルボン酸を含むことにより形成された液晶コポリエステルを含む。このような液晶コポリエステルは、米国特許第4,420,607号、同第4,459,402号、及び同第4,468,510号明細書に開示されたコポリエステルである。
【００８７】
有用なポリアミドは、ナイロン6、ナイロン66、及びこれらの混合物を含む。ポリアミドのコポリマーも、好適な連続相ポリマーである。有用なポリカーボネートの例は、ビスフェノール-Aポリカーボネートである。複合シートの連続相ポリマーとして使用するのに適したセルロースエステルは、硝酸セルロース、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、及びこれらの混合物又はコポリマーを含む。有用なポリビニル樹脂は、ポリ塩化ビニル、ポリ(ビニルアセタール)、及びこれらの混合物を含む。ビニル樹脂のコポリマーを利用することもできる。
【００８８】
可撓性プラスチック基板は、硬質塗膜で強化することができる。典型的には、硬質塗膜はアクリル塗膜である。このような硬質塗膜は典型的には、厚さ1〜15ミクロン、好ましくは2〜4ミクロンであり、そしてラジカル重合によって提供することができる。ラジカル重合は、適切な重合性材料を熱又は紫外線によって開始される。基板に応じて、種々異なる硬質塗膜を使用することができる。基板がポリエステル又はArtonの場合、特に好ましい硬質塗膜は、「Lintec」として知られる塗膜である。LintecはUV硬化型ポリエステルアクリレート及びコロイドシリカを含有する。Arton上に堆積される場合には、硬質塗膜は水素を除いて、35原子%のC、45原子%のO、及び20原子%のSiから成る表面組成を有する。別の特に好ましい硬質塗膜は、Wisconsin, New Berlin在Tekra Corporationによる「Terrapin」の商品名で販売されているアクリル塗膜である。
【００８９】
別の態様の場合、基板は好ましくは不透明支持体を含む。不透明基板は、普通紙、塗布紙、樹脂コート紙、例えばポリオレフィン塗布紙、合成紙、印画紙支持体、溶融押出塗布紙、ポリオレフィン・ラミネート紙、例えば二軸延伸支持体ラミネート、ウェブ材料、及びシート材料を含む。好ましい態様の場合、基板は、不透明度が60を上回る、画像形成要素のための支持体を含む。基板は、ミクロ多孔質材料、例えば商品名Teslin（商標）としてPPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvaniaによって販売されているポリエチレンポリマー含有材料、TYVEK（商標）合成紙(DuPont Corp.)、含浸紙、例えばDuraform（商標）、及びOPPalyte（商標）フィルム(Mobil Chemical Co.)、及び米国特許第5,244,861号明細書に挙げられたその他の複合フィルムから成っていてよい。商業的に入手可能な延伸及び無延伸ポリマーフィルム、例えば不透明二軸延伸ポリプロピレン又はポリエステルを利用することもできる。このような支持体は、顔料、空気ボイド又は発泡体ボイドを含有することにより、これらの不透明度を高めることができる。基板は、白、黒、又はディスプレイを向上させる他の色であってよい。不透明基板がディスプレイにおいて使用される場合、典型的には、不透明基板は、液晶ディスプレイ層内に形成される画像に対して追加のコントラストを提供する後方反射体として作用する。少なくとも2つの色を有するスタック型ディスプレイにおいて、観察者と後方反射体との間に位置する基板は透明である。
【００９０】
本発明において使用される不透明基板の厚さは約50 μm〜約500μm、好ましくは約75〜約350μmであってよい。抗酸化剤、増白剤、静電防止又は導電剤、可塑剤、及びその他のよく知られた添加剤を、所望の場合に基板内に内蔵することができる。
【００９１】
加えて、種々の添加剤、例えば酸化防止剤、剛性向上剤、スリップ剤、又は滑剤、及び光安定剤を合成要素、特に合成プラスチック要素中に使用し、また、殺生剤を紙要素中に使用することが望ましい場合がある。これらの添加剤は、とりわけ、充填剤及び／又は着色剤の分散性、並びに処理中の熱及び色の安定性、及び完成物品の製造可能性及び耐久性を改善するために添加される。例えば、ポリオレフィン塗膜は、酸化防止剤、例えば4,4'-ブチリデン-ビス(6-tert-ブチル-メタ-クレゾール)、ジ-ラウリル-3,3'-チオプロピオネート、N-ブチル化-p-アミノフェノール、2,6-ジ-tert-p-クレゾール、2,2-ジ-tert-ブチル-4-メチル-フェノール、N,N-ジサリチリデン-1,2-ジアミノプロパン、テトラ(2,4-tert-ブチルフェニル)-4,4'-ジフェニルジホスホニト、オクタデシル3-(3',5'-ジ-tert-ブチル-4'-ヒドロキシフェニルプロピオネート)、上記のものの組み合わせ、滑剤、例えば高級脂肪族酸金属塩、例えばステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、オクチル酸ジルコニウム、ラウリン酸ナトリウム、及び安息香酸塩、例えば安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸マグネシウム、及び安息香酸亜鉛；光安定剤、例えばヒンダード・アミン光安定剤(HALS)、好ましい例としてはポリ｛[6-[(1,1,3,3-テトラメチルブチルアミノ｝-1,3,5-トリアジン-4-ピペリジニル)-イミノ]-1,6-ヘキサンジイル[｛2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペルジニル)イミノ]｝(Chimassorb（商標）944 LD/FL)、7-オキサ-3,20-ジアザジスピロ[5.1.11.2]ヘネイコサン-21-オン, 2,2,4,4-テトラメチル-20-(オキシラニルメチル)-, ホモポリマー(Hostavin（商標）N30)、を含有することができる。
【００９２】
LCDは、少なくとも1つの導電性層を含有する。１つの態様では、導電性層の表面導電率は、104オーム／□未満であり、電気的変調型材料の状態をスイッチするのに十分である。典型的には、この層は一次金属酸化物から成る。この導電性層は、他の金属酸化物、酸化インジウム、二酸化チタン、酸化カドミウム、酸化ガリウムインジウム、五酸化ニオビウム及び二酸化錫を含んでよい。Polaroid Corporationによる国際公開第99/36261号パンフレットを参照されたい。一次酸化物、例えばITOに加えて、少なくとも1つの導電性層は二次金属酸化物、例えばセリウム、チタン、ジルコニウム、及び／又はタンタルの酸化物を含んでもよい。Fukuyoshi他(Toppan Printing Co.)の米国特許第5,667,853号明細書を参照されたい。他の透明導電性酸化物の一例としては、ZnO2、Zn2SnO4、Cd2SnO4、Zn2In2O5、MgIn2O4、Ga2O3−In2O3、又はTaO3が挙げられる。導電性層は、下側に位置する層の1種又は2種以上の材料に応じて、例えば低温スパッタリング技術、又は直流スパッタリング技術、例えばDC-スパッタリング又はRF-DCスパッタリングによって形成することができる。導電性層は、酸化錫又はインジウム錫酸化物(ITO)、又はポリチオフェンから成る透明な導電性層であってよく、ITOが好ましい材料である。典型的には、導電性層は、1スクエア当たり300オーム未満の抵抗まで、基板上にスパッタリングされる。或いは、導電性層は、金属、例えば銅、アルミニウム又はニッケルから形成された不透明な電気的導体であってもよい。導電性層が不透明な金属である場合、この金属は、光吸収導電性層を形成するための金属酸化物であってよい。
【００９３】
インジウム錫酸化物(ITO)が好ましい導電性材料である。それというのも、ITOは良好な環境安定性、最大90%の透過率、及びスクエア当たり最小20オームの抵抗率を有するコスト的に効果的な導体であるからである。好ましいITO層の例は、光の可視領域、すなわち400 nm超〜700 nmにおいて80 %以上のT%を有するので、フィルムはディスプレイ用途に有用となる。好ましい態様の場合、導電性層は、多結晶性の低温ITO層を含む。ITO層の厚さは、プラスチック上に20〜60 オーム／□の抵抗率を達成するように、10〜120 nm又は50〜100 nmである。好ましいITO層の例は、60〜80 nm厚である。
【００９４】
導電性層は好ましくはパターン化される。導電性層は好ましくはパターン化されることにより、複数の電極になる。パターン化された電極を使用することにより、LCDデバイスを形成することができる。別の態様の場合、2つの導電性基板を、互いに面した状態で位置決めし、これらの間にコレステリック液晶を位置決めすることにより、デバイスを形成する。パターン化されたITO導電性層は、種々の寸法を有してよい。寸法の例は、線幅10ミクロン、線間の距離、すなわち電極幅200ミクロン、カット深さ、すなわちITO導体の厚さ100ナノメートルを含むことができる。60、70、及び100ナノメートルを上回るオーダーのITO厚さも可能である。
【００９５】
ディスプレイは、光変調層の表面に適用された第2の導電性層を含有することもできる。第2の導電性層は、光変調層全体にわたって場を担持するのに十分な導電率を有するのが望ましい。第2の導電性層は、アルミニウム、錫、銀、白金、炭素、タングステン、モリブデン又はインジウムのような材料を使用して、真空環境において形成することができる。これらの金属の酸化物を使用して、パターン化可能な導電性層を暗くすることができる。金属材料は、抵抗加熱、カソード・アーク、電子ビーム、スパッタリング又はマグネトロン励起から生じたエネルギーによって励起することができる。第2の導電性層は、酸化錫又はインジウム錫酸化物から成る塗膜を含むことができ、その結果、層は透明となる。或いは、第2の導電性層は、印刷された導電性インクであってもよい。
【００９６】
導電率をより高くするために、導電性層は銀をベースとする層を含んでよい。銀をベースとする層は、銀だけを含有するか、又は異なる元素、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、カドミニウム(Cd)、金(Au)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、錫(Sn)、インジウム(In)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、セリウム(Ce)、ケイ素(Si)、鉛(Pb)又はパラジウム(Pd)を含有する銀を含有する。好ましい態様の場合、導電性層は、金、銀及び金/銀合金のうちの1つ以上、例えば、より薄い金層が一方又は両方の側に塗布された銀層を含む。Polaroid Corporationによる国際公開第99/36261号パンフレットを参照されたい。別の態様の場合、導電性層は、銀合金層、例えば酸化インジウムセリウム(InCeO)層が一方又は両方の側に塗布された銀層を含んでよい。米国特許第5,667,853号明細書を参照されたい。
【００９７】
第2の導電性層をパターン化して、紫外線を多層導体/基板構造に照射することができるので、導電性層の部分がこの構造からアブレートされる。プラスチック・フィルムに被さる金属導電性層をパターン化し、導体/フィルム構造上のパターンを走査することにより導電性層を直接的にアブレートするために、赤外線(IR)ファイバー・レーザーを採用することも知られている。国際公開第99/36261号パンフレット、及び「42.2: A New Conductor Structure for Plastic LCD Applications Utilizing 'All Dry' Digital Laser Patterning('全乾式'デジタル・レーザー・パターン化を利用した、プラスチックLCD用途のための新しい導体構造)」1998 SID International Symposium Digest of Technical Papers, Anaheim, Calif., 1998年5月17-22日、第29巻、1998年5月17日、第1099-1101頁を参照されたい。両文献を引用することにより本明細書に組み入れる。
【００９８】
第2の導電性層に加えて、他の手段を使用して、例えば、米国特許出願公開第20010008582号、同第20030227441号、同第20010006389号、並びに、米国特許第6,424,387号、同第6,269,225号、及び同第6,104,448号の各明細書(全てを引用することにより本明細書に組み入れる)に記載されているように、液晶層の状態をスイッチできる場を生成することができる。
【００９９】
LCDは、導電性層と基板との間に少なくとも1つの「機能層」を含むこともできる。機能層は保護層又はバリア層を含んでよい。本発明の実施において有用な保護層は、よく知られた多数の技術、例えば浸漬塗布、ロッド塗布、ブレード塗布、エアナイフ塗布、グラビア塗布、リバース・ロール塗布、押出塗布、スライド塗布、及びカーテン塗布などのうちのいずれかで塗布することができる。滑剤粒子及びバインダーは好ましくは、塗布用組成物を形成するために、液状媒質中で混ぜ合わされる。液状媒質は、媒質、例えば水又はその他の水溶液であってよく、この媒質中に親水性コロイドが界面活性剤と共に、又は界面活性剤を伴わずに分散される。好ましいバリア層は、気体バリア又は湿分バリアとして作用することができ、またSiOx、AlOx又はITOを含むことができる。保護層、例えばアクリル硬質塗膜は、レーザー光が保護層と基板との間の機能層に達するのを防止し、これによりバリア層及び基板の双方を保護するように機能する。機能層は、基板に対する導電性層の付着力プロモーターとして役立つこともできる。
【０１００】
別のタイプの機能層は色コントラスト層であってよい。色コントラスト層は輻射線反射層又は輻射線吸収層であってよい。いくつかの事例において、それぞれのディスプレイの最も後ろ側の基板は、好ましくは黒くペイントされてよい。色コントラスト層は他の色であってもよい。別の態様の場合、暗層は粉砕された非導電性顔料を含む。材料は1ミクロン未満に粉砕されることにより、「ナノ顔料」を形成する。好ましい態様の場合、暗層は、400ナノメートル〜700ナノメートル波長の可視光スペクトル全体にわたる光の全ての波長を吸収する。暗層は、一組又は複数の顔料分散体を含有することもできる。色コントラスト層内に使用される好適な顔料は、任意の着色材料であってよく、これらの材料は、内蔵される媒質中で実際には不溶性である。好適な顔料は、Industrial Organic Pigments: Production, Properties, Applications(工業用有機顔料：製造、特性、用途) (W. Herbst and K. Hunger、1993年、Wiley Publishers)に記載された顔料を含む。これらの顔料の一例としては、アゾ顔料、例えばモノアゾ・イエロー及びオレンジ、ジアゾ、ナフトール、ナフトール・レッド、アゾ・レーキ、ベンズイミダゾロン、ジアゾ縮合物、金属錯体、イソインドリノン及びイソインドリン、多環式顔料、例えばフタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、ペリノン、ジケトピロロ-ピロール、及びチオインディゴ、及びアントリキノン顔料、例えばアントラピリミジンが挙げられる。
【０１０１】
機能層は誘電材料を含んでよい。本発明の目的上、誘電層は導電性ではない層、すなわち導電性層よりも抵抗率が著しく高い層であるか、又は電気の流れをブロックする層である。この誘電材料は、UV硬化性で熱可塑性のスクリーン印刷可能な材料、例えばAcheson Corporation製のElectrodag 25208誘電塗膜を含んでよい。誘電材料は、誘電層を形成する。この層は、画像領域を画定するための開口を含んでよい。これらの画像領域は開口と合致する。画像は透明基板を通して見られるので、表示物は鏡像として画像形成される。誘電材料は、続いて光変調層に第2の電極を結合するための接着層を形成することができる。
【０１０２】
ディスプレイ基板は、追加の機能層を備えることもできる。これらの機能層は、支持体の特性を変化させるのに役立つことができる。機能層は、不透明性を改善するための層、色を制御するための層、これらの層をヒートシール可能にするための層、又は支持体又は感光性層に対する付着力を改善するための層を含んでもよい。この例は、ヒートシール特性のためのポリ塩化ビニリデンを塗布することである。更なる例は、印刷性又は付着力を高めるために火炎、プラズマ、又はコロナ放電処理を施すことを含む。
【０１０３】
本発明の静電防止層は、電荷が接地可能になるか又は電荷レベルが低減されて、電場が液晶内の状態をスイッチ可能にする程度にまで形成されるのを防止するようになるまで、電荷が基板に沿って移動するのを可能にする層を生成することができる形式で、基板又は支持体に適用することができる。層は好ましくは、連続導電性経路及び／又は導電性経路網状構造を、基板又は支持体の上、周り、又は中に提供する。
【０１０４】
静電防止層は塗布又は印刷された層であってよい。層は、当業者に広く知られているコンベンショナルな塗布・印刷手段によって基板又は支持体上に適用することができる。塗布法の一例としては、押出塗布、ブレード塗布、巻線塗布、スロット塗布、ホッパー及びスライドホッパー塗布、グラビア塗布、カーテン塗布、噴霧塗布、又はインクジェット塗布が挙げられる。印刷法は、グラビア印刷、オフセット印刷、サーモグラフィ、スクリーン印刷、電子写真及び他の技術を含むことができる。これらの方法のうちのいくつかは、層の同時塗布を可能にする。これは、製造経済上の観点から好ましい。同時塗布は、同時の又は連続した押出塗布又はこれらの組み合わせを含んでよい。
【０１０５】
静電防止層が堆積される表面は、当業者に知られた手段のいずれか、例えば酸エッチング、火炎処理、コロナ放電処理、グロー放電処理によって、付着力を改善するために処理するか、或いはこの表面に、好適なプライマー層を塗布することができる。コロナ放電処理は、付着力促進のための好ましい手段である。静電防止層は、米国特許第6,120,979号明細書に開示されているように、第1級アミン付加塩のインターポリマーの付着力促進プライマー層上に適用することもできる。
【０１０６】
典型的には表面電荷蓄積を最小限に抑えるために、静電防止層を外面として有することが望ましい。このことは、静電放電の機会を最小限にするように、より迅速な電荷減衰又は電荷浸出を可能にする。電気的変調画像形成層を有するディスプレイを開発する上で、静電防護以外の機能性を有する外側の層を有することが望ましい場合がある。このような機能層は、最適な機能性を提供するために最小限の材料量が必要である。このような層は、いくつかの材料の混合物又は分散体であってよいが、しかし典型的には、所与の層に入れることができる材料の量には制限がある。例えば、静電防止層の場合、他の機能特性を組み入れようと試みることはできるが、しかしその結果、最終的な層導電率の点で妥協しなければならないことになる。１つの態様では、静電防止層は、最終層と基板との間に配置される。別の態様の場合、機能層は、静電防止層と基板との間に配置される。
【０１０７】
別の例の場合、防眩層又は反射防止層が表面依存性であり、ディスプレイ基板の製造中に高速塗布又は仕上げ作業のために、この層を十分に導電性にするのは難しいことがある。このような事例において、外側反射防止層の下側に一次静電防止層を有することが望ましい場合がある。このことが当てはまる場合には、防眩層を極めて薄くするか、又は場合によっては極めて僅かに導電性にすることにより、基板上の電荷が、液晶の望ましくないスイッチを引き起し得る放電レベルにまで形成される前に、基板上に蓄積された電荷が反射防止外面に浸透し、そして地面に放電されるのを可能にすることが望ましい。これに加えて述べておくべきなのは、導電性層が電気的絶縁性層の下側に埋め込まれ、2つ又は3つ以上のシートが互いに上下に積み重ねられ、そして基板の間に何らかの運動がある場合には、シート間に静電気によるまとわりつきを形成するのに十分な残留電荷が存在するおそれがあることである。静電防止層が外側の電気的絶縁性層の下側に埋め込まれている本発明の１つの態様では、外側機能層は、静電気によるまとわりつきを最小限に抑えるための手段を提供する。別の態様の場合、機能層の抵抗率は、105〜1014オーム／□である。本発明の好ましい態様の場合、機能層の抵抗率は、1011〜1013オーム／□である。このような層は、低レベルの静電防止材料を含有してよく、或いはイオン伝導性であってもよい。最も外側の層と、静電防止層との間には電荷を輸送するための手段があるので、静電気によるまとわりつきのような問題点は最小限にすることができ、また、基板内の過剰な静電蓄積なしに、生産速度を高める手段を提供することができる。機能層が外面を形成する本発明の別の態様の場合、このような層の表面粗さは7〜35ミクロンである。
【０１０８】
ディスプレイを積み重ねることにより、多層ディスプレイを提供することができる。例えば、第2の基板上の第2の電気的変調型画像形成層と、第2のパターン化導電性層と、第2の静電防止層とを含む第2のディスプレイを、元のディスプレイにラミネートすることができる。この作業は、互いにラミネートされた多くのディスプレイ・ユニットを有する多層ディスプレイを提供するように繰返すことができる。多層ディスプレイの場合、前記ディスプレイの観察側と、前記ディスプレイの非観察側との間に配置された基板は、透明又は少なくとも半透明の基板であるべきである。多層ディスプレイを使用して、フルカラー又はマルチカラー画像を生成することができるディスプレイを製造することができる。１つの態様では、各ディスプレイ・ユニットは、異なる有色電気的変調型画像形成層を含有することができる。少なくとも2つの有色画像形成層を単一ディスプレイ・ユニット内部に利用することもできる。
【０１０９】
ディスプレイは、基板を用意し、基板に少なくとも1つの導電性層を適用し、導電性層をパターン化し、少なくとも1つの電気的変調型画像形成層を適用し、そして少なくとも1つの静電防止層を適用することにより製造することができる。製造中の種々の時点、例えば前記少なくとも1つの導電性層をパターン化する前に、追加の機能層を適用することができる。加えて、同時塗布又は連続塗布により、複数のディスプレイ・ユニットを製造することもできる。好ましい態様の場合、2つ又は3つのディスプレイ・ユニットを製造することにより、単独の多層多色ディスプレイが提供される。
【０１１０】
ディスプレイ・シート間の静電気によるまとわりを最小限にする別の手段は、僅かに粗面化された外面を提供することである。加えて、外層の厚さを制御することが有用な場合もある。典型的には、厚い層よりも薄い層の方が、電荷散逸のために好都合である。なぜならば、所与の材料の薄い層は、同じ化学組成を有する厚い材料よりも高速の電荷移動を可能にするからである。
【実施例】
【０１１１】
下記例は、本発明の例示のために提供されている。
例1(対照)
液晶ディスプレイを下記のように調製した：125ミクロンのポリエチレンテレフタレート基板に、ITO層(抵抗率300オーム／□)を塗布して基板の一方の側に第1電極(導電性層)を形成した。ITOを細いラインでレーザー・エッチングすることにより、第1電極内に行を電気的に分離し、各行がディスプレイにおける個々の特徴に対応するようにした。ゼラチン及びコレステリック液晶液滴を含有する画像形成性層をITO層上に塗布した。ゼラチン及びシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック顔料を含有する色コントラスト形成用の黒層を画像形成性層上に塗布した。塗布された2つの層の細い帯を、レーザー・エッチングラインに対して垂直のディスプレイ縁部に沿って除去した。このことにより、ITOをディスプレイ縁部に沿って露出させて、第1電極との電気的な接触を可能にした。
【０１１２】
例2(発明)
液晶ディスプレイを下記のように調製した：125ミクロンのポリエチレンテレフタレート基板に、ITO層(抵抗率300オーム／□)を塗布して基板の一方の側に第1電極(導電性層)を形成し、そしてITO層とは反対側に、透明静電防止層を塗布した。ITOを細いラインでレーザー・エッチングすることにより、第1電極内に行を電気的に分離した。各行はディスプレイにおける個々の特徴に対応する。透明静電防止層は、重量比40:60のバインダーと導電性静電防止剤とを含む水性組成物を塗布することにより形成した。その結果得られた層の抵抗率は1スクエア当たり1.6 x 1010 logオームであった。高分子バインダーとしてポリエチレンイミン(例えばMica Corporationによって供給されるMica A-131-X)を使用し、そして導電性静電防止剤として、架橋型ビニルベンジル第4アンモニウムポリマーを使用する。ゼラチン及びコレステリック液晶液滴を含有する画像形成性層をITO層上に塗布する。ゼラチン及びシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック顔料を含有する色コントラスト形成用の黒層を画像形成性層上に塗布した。塗布された2つの層の細い帯を、レーザー・エッチングラインに対して垂直のディスプレイ縁部に沿って除去した。このことにより、ITOをディスプレイ縁部に沿って露出させて、第1電極との電気的な接触を可能にした。
【０１１３】
例3(発明)(UV吸収剤と静電防止剤との単層塗膜)
塗布用溶液A(下記調製物)を、2.0 cc/ft2の湿潤被覆量で、裸の4ミルのポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルム基板上に塗布することにより、約2.4 μm厚の層を得た。塗布前にPETフィルムの塗布面に、100ジュール/ft2でコロナ放電処理を施すことにより、接着力を改善した。基板のITO側を直並列ラインでレーザー・エッチングした。レーザーは連続的な結合ラインでITOをエッチングした。
【０１１４】
塗布用溶液A(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
0.3125 %のポリチオフェン(Bayerから入手可能な、Baytron Pの活性成分)
5.9375 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
5.00 %のUVラテックス
0.5 %のCX-100(Neo Resins(Aveciaの一部門)から得られる、ポリウレタン-アクリルコポリマー分散体のための多官能性アジリジン架橋剤である、ポリウレタン架橋剤)
【０１１５】
0.2 %の高密度ポリエチレン・ワックス(S.C. Johnston Polymerから入手可能なJonwax 26)
【０１１６】
0.2 %のカルナバ・ワックス(Michelman, Inc.のMichem Lube 160)
0.1 %のZonyl FS-62(DuPontから入手可能なフッ素化界面活性剤)
【０１１７】
UVラテックスは、重量比74.3:23.0:2.7の下記モノマー：
【０１１８】
【化１】
2008517306.tif 000002
【０１１９】
を使用して、米国特許第5,384,235号明細書(第22欄、第52行〜第23欄、第3行)に記載されたP-27の調製方法によって調製されたポリマーである。
【０１２０】
UVラテックス・ポリマーの合成
機械的撹拌器、窒素入口、及び凝縮器を備えた250 mlの4首丸底フラスコを、80℃の一定温度浴内に浸した。6.46 gのM-1、5,127 gのn-ブチルアクリレート、0.92 gの2-アクリルアミド-2-メチル-プロパンスルホン酸(ナトリウム塩)、0.25 gの2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、及び50 mlのN,N-ジメチルホルアミドを含むモノマー溶液を、4時間にわたって反応器内に添加した。2 mlのDMF中の0.125 gの2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)を後から添加し、さらに2時間にわたって重合した。ポリマー溶液を50 mlのメタノールで希釈し、そして200 mlの高温蒸留水中に分散させた。得られたラテックスを冷却し、そして蒸留水に対して一晩にわたって透析した。次いでラテックスをAmicon限外濾過ユニットを用いて、5.6 %固形分まで濃縮した。Malvern's Autosizer IICによって測定されたZ平均粒子サイズは55.0 nmであった。元素分析結果は、N(7.1 %)、C(64.1 %)、及びH(7.0 %)である。ガラス転移温度(示差走査熱量測定(DSC)によって測定、ランプ率20℃/分、本明細書ではガラス転移の変曲点として定義される)は、94℃である。
【０１２１】
例4(発明)(静電防止下層とUV上層との2層塗膜)
塗布用溶液B及びCを、裸の4ミルのPETフィルム基板に順次適用した。溶液B(下記の調製物)を先ず、1.5 cc/ft2でPET表面に直接に適用して乾燥させることにより、ほぼ0.3 μm厚の層を得た。続いて、溶液Bの乾燥表面上に、2.0 cc/ft2で溶液C(下記の調製物)を直接に適用することにより、2.5 μm厚の層を得た。PET基板の反対側には、例3に記載されているように、ITOをエッチングしておいた。
【０１２２】
塗布用溶液B(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
0.1 %のポリチオフェン(HC Starck Companyから入手可能な、Baytron Pの活性成分)
1.9 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
0.05 %のOlin 10G(Olinから入手可能な塗布助剤)
【０１２３】
塗布用溶液C(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
7.500 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
0.5 %のCX-100
5.00 %のUVラテックス
0.2 %の高密度ポリエチレン・ワックス(S.C. Johnston Polymerから入手可能なJonwax 26)
【０１２４】
0.2 %のカルナバ・ワックス(Michelman, Inc.のMichem Lube 160)
0.1 %のZonyl FS-62(DuPontから入手可能なフッ素化界面活性剤)
【０１２５】
例5(発明)(静電防止下層とUV上層との2層塗膜)
試料4とほとんど同様に試料5を調製したが、ここでは、溶液Bの代わりに溶液D(下記の調製物)を使用した。
【０１２６】
塗布用溶液D(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
1.2 %の酸化錫(Ishihara Techno Corp.から入手可能な、活性成分FS 10D)
0.8 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
0.05 %のOlin 10G(Olinから入手可能な塗布助剤/界面活性剤)
【０１２７】
例6(発明)(UV下層と静電防止上層との2層塗膜)
塗布用溶液E及びFを、4ミルのPETフィルム基板の裸側に順次適用した。PETの反対側には、上記のようにITOをエッチングしておいた。溶液E(下記の調製物)を先ず、2.0 cc/ft2でPET表面に直接に適用して乾燥させることにより、ほぼ2 μm厚の層を得た。続いて、溶液Eの乾燥表面上に、1.0 cc/ft2で溶液F(下記の調製物)を直接に適用することにより、0.3 μm厚の層を得た。
【０１２８】
塗布用溶液E(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
5.00 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
0.5 %のCX-100
5.00 %のUVラテックス(溶液C中で使用されたもの)
0.01 %のHostapal BV(Clariantから入手可能な塗布助剤)
【０１２９】
塗布用溶液F(全て、最終溶液中の活性成分の重量パーセンテージを意味する)
0.15 %のポリチオフェン(Baytron Pの活性成分)
2.85 %のポリウレタン(Noveonから入手可能なSancure 898)
0.1 %の高密度ポリエチレン・ワックス(S.C. Johnston Polymerから入手可能なJonwax 26)
【０１３０】
0.15 %のZonyl FS-62(DuPontから入手可能なフッ素化界面活性剤)
【０１３１】
コレステリック液晶ウェブ上における静電防止塗膜の使用が有益であることを実証するために、例1(静電防止剤を含まない)及び2(静電防止剤を含む)に記載したような2つの高分子基板を、同じポリエステル基板及び同じコレステリック液晶を使用して形成した。例1において、基板は静電防止層又は静電防止特性を有さず、そして例2において、基板は、液晶側とは反対側に静電防止塗膜を有した。静電防止塗膜は、いかなる静電防御手段をも有さない例1における、液晶とは反対側と比較した場合、例2における液晶とは反対側の表面上の表面電気抵抗率を有意に低減した。例1は、約1 x 1015オーム／□と測定され、例2は、約1 x 109オーム／□と測定された。両ウェブを一連の試験に使用することにより、これらの電荷減衰、電荷蓄積、及びマーキング性能、又は基板上の表面電荷蓄積との関連における、液晶の点源スイッチを評価した。
【０１３２】
第1の試験は、シート形態のままで、例1と例2とから電荷減衰速度を測定することから成った。各ウェブから試験片をカットし、次のように試験した。各ウェブ片を、電気的に接地された真空プラテン上に配置した。この場合、液晶側がプラテンとは反対側に位置するようにした。プラテンにシートをぴたりと押し付けるために真空を負荷した。加えて、地面と接続するワイヤを有する小さな金属片を、シート表面のシート縁部の近くに置くことにより、生じ得る地面への漏れ経路を提供した。シートに対して固定的な緊密なスペースを置いて、高電圧イオナイザーが表面上をゆっくりと通過するようにすることにより、基板の、液晶とは反対側に、均一な電荷を印加した。イオナイザーが表面上を通過した直後に、非接触型静電電圧計プローブを、シートの中央上の位置に動かすことにより、その位置における表面電圧を測定した。静電電圧計の出力はデータロガーで記録した。静電防止塗膜を有していない例1の表面電位は、約1500ボルトであった。これは、10分で示した電荷減衰はゼロであった。静電防止塗膜を有する例2は、迅速な電極減衰を示し、これにより、その表面電位は約3分でゼロ電圧に降下した。このことは、例2における静電防止塗膜が、電荷減衰を著しく改善することを実証した。
【０１３３】
第2の試験は、巻出し及びローラを介した運搬による、例1と例2との間の電荷蓄積の差を実証した。各ウェブを巻取り装置に交互に配置した。各例を巻出し、24個のローラ(接地された23個の金属ローラ、及び1つのポリウレタン駆動ローラ)を介して運搬し、そして速度50 fpmで機械の他方の端部で巻直した。この過程中、各ウェブの、液晶とは反対側の表面電圧を、各位置の非接触型静電電圧計を使用して、ローラ1、すなわち機械内の最初のローラと、ローラ22、すなわち機械内の22番目のローラで測定した。1秒当たり100個の試料で測定を行うデータロガーを用いて、データを記録した。例1はローラ1では平均表面電圧107.8ボルト、標準偏差44.0ボルトであり、またローラ22では平均表面電圧86.8ボルト、標準偏差35.7ボルトであった。例2は平均ゼロボルトを有し、標準偏差は同じテストで、両ローラ位置においてゼロであった。このことは、例2の、液晶層とは反対側の静電防止塗膜が、これが繰出されローラを介して運搬されているときに、その表面を接地電位に効果的に保持しており、電荷蓄積を防止したことを示す。
【０１３４】
第3の試験は、静電防止層を付加することによって提供される、コレステリック液晶に対する点源スイッチの低減を実証した。この試行は、例1及び2をスリッティングして、ITOの非結合セグメントを有する狭幅ウェブを形成することを必要とした。例1及び2を生成する際に、これらにコレステリック液晶材料を塗布する前に、液晶が塗布されることになっている側に、真空蒸着ITO層を塗布した。ITO層は表面全体にわたって適用された。ITO層は、ウェブ移動方向に対して垂直に延びる直線的なスクライブ・ラインで、UVエキシマレーザーを用いてスクライブしておいた。各スクライブ・ラインは、ITO層を切り開き、各縁部から約1/4インチの地点まで、ウェブ幅を横切って延びる。スクライブ・ラインはウェブの全幅にわたって延びてはいないので、ITOの非結合セグメントを形成することはなかった。しかし、もしウェブを長手方向にスリッティングすることにより、いくつかの狭幅スリットを形成すれば、ウェブの外側約1/4インチを含有しないスリットは、全幅にわたって延びるスクライブ・ラインを有し、ITO塗膜を非結合セグメントにすることになる。このことは、これらの特定のスリットを、静電電荷から損傷されやすくする。それというのも電荷はウェブの長さに沿って移動することができないからである。
【０１３５】
第3の試験は、例1及び2のそれぞれを長手方向にスリッティングする過程中に例1及び例2の側の電荷を測定し、そして続いて形成された狭幅スリットを、液晶光変調層の静電誘発スイッチに関して試験することから成った。試験はスリッター上で実施した。スリッターは各ウェブを巻出し、これを、接地されたいくつかの金属ローラを介して、スリッター・ナイフに運搬し、次いで個々のスリットを、いくつかの他のローラを介して別々の巻取り装置に運搬した。非接触型静電電圧計を機械に載置することにより、スリッター・ナイフの手前のローラにおいて、液晶とは反対側の電圧を測定した。
【０１３６】
例1及び2から成る小さなロールを、50fpmで機械上でスリッティングした。2つのウェブは同じように取り扱った。スリッティング中に、例1における電圧は140から440ボルトへ変化したのに対して、例2における電圧は同じ長さにわたって-28から+30ボルトへ変化した。スリッティング後、各ロールから1つのスリットを、液晶の静電誘発される点源スイッチに関して試験した。スイッチは液晶相における不可逆変化であった。この変化はITOエッチング・ラインのスクライブ・マークに隣接して発生した。例1は、11個のスクライブ・マークのうち5つのスイッチを示したのに対して、例2は、11個のスクライブ・マークのうちのいずれにおいてもスイッチを示さなかった。このことは、例2における静電防止塗膜が、液晶とは反対側の電圧が液晶にスイッチを生じさせるレベルに達するのを防止することを実証した。結果を表1に示した。
【０１３７】
【表１】
2008517306.tif 000003
【０１３８】
表1に示したデータから明らかなように、基板の、ITO/液晶層とは反対側に静電防止層を有さない対照試料1は、例2、3、4、5及び6よりも電荷減衰が著しく遅い。試料2、3及び4は、別個の機能UV層の下側に静電防止層を有し；試料5は、ITO/液晶層とは反対側の外面上に静電防止層を有した。試料6は同じ層内に静電防止機能及びUV吸収機能の両方を有した。電荷減衰データから明らかなように、試料5及び6は、数秒以内に全ての電荷を散逸させることができたのに対して、試料2、3及び4は、完全散逸するのに数分を必要とし、また対照試料(試料1)は、10分後にもまだ高い残留電荷を有した。この表のデータはまた、比較的高い表面抵抗率1012オーム／□を有する試料でさえ、静電スイッチを防止するのに効果的であったことを示す。
【０１３９】
表1は、水電極法を用いて求められた抵抗測定値を含む。静電防止層が低導電性層の下側に埋め込まれている場合、より高い抵抗率を有するトップコートにより測定値が変動するので、伝統的な表面抵抗率測定によって表面抵抗率を測定することがしばしば難しい。この測定の場合、基板試料をカットして、幅A及び長さBの方形ストリップを形成する。BはAよりも著しく長い。ストリップの一方の端部を、別の金属電極における小さな塩水プール内に入れる。水は、基板上の全ての層と緊密に電気的に接触する。一方の電極から他方の電極へ印加された電圧によって、電流が試料を貫流することになり、この電流の尺度、電圧、並びにA及びBの寸法から、等価電気抵抗率を計算することができる。
【０１４０】
表1において、この測定からのデータは、試料の体積抵抗率が少なくとも1010 logオーム／□以下であるべきであることを示す。水電極抵抗率が1012 logオーム／□である対照試料1は、液晶層における約45 %の静電誘発スイッチ、及び極めて長い減衰時間を有したのに対して、抵抗率のより低い試料2〜5は、静電誘発スイッチを発生させず、また減衰時間が著しく短かった。評価はされていないが、試料6は、試料2〜5と同じ結果を有すると考えられる。なぜならば、試料6は同様の表面抵抗率及び水電極抵抗率を有し、また迅速な電荷減衰速度を有しているからである。
【０１４１】
加えて、表1のデータは、静電防止層が外面上に設けられているか、又は別の機能層の下側に埋め込まれているウェブが、運搬及びスリッティングの評価中に最小電荷を有したことを示している。
【国際調査報告】
2008517306.tif 000004
2008517306.tif 000005
2008517306.tif 000006