(57)【要約】双安定電気泳動流体の細長いチャンバを含む光コリメートフィルムを駆動する方法およびコントローラ。光コリメートフィルムは、透過基板に入射する光の量および／または方向を制御するために好適である。そのようなフィルムは、ＬＣＤディスプレイ等のデバイスの中に統合され、ＬＣＤディスプレイを視認しているユーザのためのプライバシーのゾーンを提供し得る。光コリメートフィルムは、切り替え可能であるので、ユーザが、必要に応じて、放出される光のコリメーションを改変することを可能にする。フィルムは、双安定であるので、あるディスプレイ状態に切り替えられた後、追加の電力を要求しない。
2021533410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な光コリメートフィルムを駆動する方法であって、
前記切り替え可能な光コリメートフィルムは、
第１の光透過電極層と、
少なくとも２０μｍの厚さを有しているコリメート層であって、前記コリメート層は、複数の細長いチャンバを備え、各細長いチャンバは、開口部を有する、コリメート層と、
顔料粒子を備えている双安定電気泳動流体であって、前記双安定電気泳動流体は、各細長いチャンバ内に配置されている、双安定電気泳動流体と、
シール層であって、前記シール層は、前記細長いチャンバの開口部にまたがることによって、前記双安定電気泳動流体を前記複数の細長いチャンバのうちの少なくとも１つ内にシールしている、シール層と、
第２の光透過電極層であって、前記第１の光透過層と第２の光透過層とは、前記コリメート層の両側に配置されている、第２の光透過電極層と
を含み、
前記方法は、時変電圧を前記第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に印加することを含む、方法。
【請求項２】
前記コリメート層は、５００μｍ未満の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記細長いチャンバの高さは、前記コリメート層の厚さ以下であり、前記細長いチャンバの幅は、５μｍ〜１５０μｍであり、前記細長いチャンバの長さは、２００μｍ〜５ｍｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１または第２の光透過電極層は、酸化インジウムスズを備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記時変電圧は、第１の極性を有する第１の時間のための第１の電圧と、第２の極性を有する第２の時間のための第２の電圧とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の電圧は、第１の大きさを有し、前記第２の電圧は、第２の大きさを有し、前記第１の大きさと第２の大きさとは、等しくない、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の電圧は、第１の大きさを有し、前記第２の電圧は、第２の大きさを有し、前記第１の大きさと第２の大きさとは、等しくない、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の電圧と前記第１の時間との積は、第１のインパルスであり、前記第２の電圧と前記第２の時間との積は、第２のインパルスであり、前記第１のインパルスと前記第２のインパルスとは、大きさにおいて等しくない、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電圧と前記第１の時間との積は、第１のインパルスであり、前記第２の電圧と前記第２の時間との積は、第２のインパルスであり、前記第１のインパルスと前記第２のインパルスとは、大きさにおいて等しい、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記時変電圧は、前記第１の極性を有する第３の時間のための前記第１の電圧と、前記第２の極性を有する第４の時間のための前記第２の電圧とをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記双安定電気泳動流体は、非極性溶媒中のポリマー官能化顔料粒子および遊離ポリマーを備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記細長いチャンバは、前記コリメート層が上方から視認されたとき、行列に配列されており、前記細長いチャンバのより長い寸法は、行に沿って伸び、前記行は、前記細長いチャンバの幅の少なくとも３倍、互いに分離されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記細長いチャンバは、前記コリメート層が上方から視認されたとき、行列に配列され、同一行内の隣接した細長いチャンバは、３０μｍ未満の間隙によって分離されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記時変電圧は、大きさにおいて５Ｖ〜１５０Ｖである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記時変電圧は、大きさにおいて８０Ｖ〜１２０Ｖである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１−１２のいずれかに記載の方法を使用する切り替え可能な光コリメートフィルムを組み込んだディスプレイ。
【請求項１７】
ガラス基板と、請求項１−１２のいずれかに記載の方法を使用する切り替え可能な光コリメートフィルムとを備えている窓またはドア。
【請求項１８】
ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
光源と、
切り替え可能な光コリメートフィルムであって、前記切り替え可能な光コリメートフィルムは、
第１の光透過電極層と、
少なくとも２０μｍの厚さを有しているコリメート層であって、前記コリメート層は、複数の細長いチャンバを備え、各細長いチャンバは、開口部を有する、コリメート層と、
顔料粒子を備えている双安定電気泳動流体であって、前記双安定電気泳動流体は、各細長いチャンバ内に配置されている、双安定電気泳動流体と、
シール層であって、前記シール層は、前記開口部にまたがることによって、前記双安定電気泳動流体を細長いチャンバ内にシールしている、シール層と
第２の光透過電極層であって、前記第１の光透過層と第２の光透過層とは、前記コリメート層の両側に配置されている、第２の光透過電極層と
を備えている、切り替え可能な光コリメートフィルムと、
薄膜トランジスタのアクティブマトリクスと、
液晶層と、
カラーフィルタアレイと、
電圧源と、
電圧インパルスを前記第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に提供するためのコントローラと
を備え、
前記電圧インパルスは、前記ディスプレイの有効透過角度の変化を引き起こす、ディスプレイ。
【請求項１９】
前記光源と前記切り替え可能な光コリメートフィルムとの間に配置されたプリズムフィルムをさらに備えている、請求項１８に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記プリズムフィルムと前記光源との間の拡散層をさらに備えている、請求項１９に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
前記電圧源およびコントローラが、時変インパルスを提供すると、前記ディスプレイの前記有効透過角度は、狭くなる、請求項１８に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１８年８月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／７１７，５３１号の優先権を主張する。本明細書で参照される任意の特許、公開出願、または他の公開研究の全内容は、参照することによって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、例えば、透明または半透明基板を通過する入射光の方向性を制御するために使用され得る切り替え可能な光コリメートフィルムに関する。この能力を有する受動フィルムは、しばらく前から市販されており、コンピュータモニタのための「プライバシーフィルタ」としての使用のために広く販売されている。例えば、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，ＭＮ）および第ＵＳ８，２１３，０８２号等の種々の米国特許からの提案を参照されたい。典型的に、プライバシーフィルタは、ユーザがディスプレイ上の画像をユーザによってのみ視認可能である「プライバシーコーン」に限定することを欲するとき、ビデオディスプレイの正面表面に適用される。プライバシーフィルムは、典型的に、プラスチック基板と異なる屈折率を有する材料で裏込めされたプラスチックのマイクロ加工されたチャネルを採用する。材料間の界面は、屈折表面を作成し、正しい方向に向けられた光のみが、フィルタを通過するであろう一方、正しくない方向に向けられた他の入射光は、後方反射および／または吸収されるであろう。この同じ技術は、例えば、外部窓を通過する太陽光の方向性を修正するための窓処置としても使用されることができる。
【０００３】
いくつかのグループが、プライバシー状態と非プライバシー状態との間で切り替えられ得る活性媒体を作製することを試みている。例えば、米国特許公開第２０１６／０１７９２３１号（第‘２３１号出願）（特許文献１）は、ディスプレイデバイスと共に使用され得る電気活性プライバシー層を説明する。第‘２３１号出願は、誘電ポリマー等の電気的に異方性の材料を使用することを教示する。電場が印加されると、異方性材料は、場と整列させられ、光をコリメートし、ユーザのためのゾーンのプライバシーを提供する。しかしながら、材料を整列させられたまま保ち、プライバシー状態を維持するために、一定電位をプライバシー層に提供することが必要である。プライバシーデバイスは、プライバシー状態を維持するための一定電場を要求するので、デバイスは、モニタのために必要とされる典型的エネルギーを越えた追加のエネルギーを消費する。バッテリ給電式デバイス、例えば、ラップトップコンピュータと共に使用されるとき、プライバシー層に給電するために要求される追加のエネルギーは、バッテリの動作時間を短縮させるであろう。ＰＣＴ公開第ＷＯ２０１３／０４８８４６号（特許文献２）も、同様に電場を用いて整列させられた位置に保持される異方性粒子を採用する代替切り替え可能なプライバシーフィルムを説明する。第‘２３１号出願と同様、第‘８４６号公開のデバイスも、プライバシー状態において供給されるべき一定エネルギーを要求する。
【０００４】
異方性粒子の整列とは対照的に、チャネル内の遮断粒子の移動に依拠する他の能動的切り替えプライバシーデバイスも、説明されている。例えば、米国特許公開第２０１６／００１１４４１号（第‘４４１号出願）（特許文献３）は、プライバシー層の長さに伸びたマイクロ構造化されたリブ内に配置された電気的に切り替え可能なエレクトロクロミック材料を説明する。第‘４４１号出願において、エレクトロクロミック材料の吸収スペクトルが、電流がエレクトロクロミック材料に供給されると、変化させられる。実際の切り替えプロセスは、かなりの量のエネルギー（約５分のＤＣ電流）を要求するが、第‘４４１号出願のプライバシー層は、変換が完了すると、しばらくの間、その状態を維持することが可能である。別の代替が、米国特許公開第２０１７／００９７５５４号（特許文献４）に説明されており、それによると、長い光制御チャネルが、透明伝導性フィルム間に形成され、チャネルは、透過分散剤と、光遮蔽粒子とを含む電気泳動部材で充填される。電気泳動部材は、３つの成形電極の組を使用して、空隙内の光遮蔽粒子の分散を制御することによって、狭視認野モードと広視認野モードとの間でトグル切り替えされることができる。成形電極の製造は、非常に多くの密集した個々にアドレス可能な電極を作成する必要性により、技術的に困難（かつ高価）であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０１７９２３１号明細書
【特許文献２】国際公開第第２０１３／０４８８４６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１６／００１１４４１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１７／００９７５５４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、異方性粒子整列を使用した切り替え可能なプライバシーフィルタの利用可能性にもかかわらず、依然として、電力を大量消費しない、安価なプライバシーフィルムの必要性が存在する。故に、本発明は、光散乱顔料を含む双安定電気泳動流体の複数の細長いチャンバを含む光コリメートフィルムを駆動するための電圧波形を説明する。細長いチャンバの好適な配列を用いることで、フィルムは、光がフィルムを通過するための視認角度の２分の１（またはそれを下回る）狭化を提供することができる。重要なこととして、光コリメートフィルムは、双安定電気泳動流体を含む場合、光コリメートフィルムは、長期間にわたって、広または狭状態において安定し、一方の状態から他方の状態に変化するためのみにエネルギーを要求する。加えて、双安定電気泳動流体は、複数の細長いチャンバに区画されるので、電気泳動材料は、同一光コリメートフィルムが異なる向きに適用されるとき、重力に対して、沈降をあまり受けにくい。加えて、双安定電気泳動流体が多くの細長いチャンバに区画されるとき、広状態と狭状態との間の遷移速度が、改良され、全体的効果が、デバイスにわたってより一貫する。
【０００７】
さらに、光コリメートフィルムは、複数の小チャンバを含むので、大量の電気泳動流体を損失せずに、製作後、フィルムを所望の形状／サイズに切断することが容易である。これは、同一機器が、大および小面積光コリメートフィルムの両方を作成するために使用されることを可能にする。例えば、光コリメートフィルムの１平方メートルの裁断シートまたは光コリメートフィルムのロールが、電気泳動流体の有意な損失を伴わずに、望ましいサイズのチップに切断されることができる。いくつかのチャンバは、切断プロセス中に開放されるであろうが、各チャンバは、少量の流体のみを保持し、したがって、全体的損失は、小さい。ある場合、数百枚の小シート（例えば、携帯電話のため）が、単一裁断シートまたはロールから切断されることができる。いくつかの実施形態において、細長いチャンバは、シートの切断が電気泳動流体の損失をもたらさないように、所定のパターンで製作されることができる。
【０００８】
したがって、一側面において、本発明は、切り替え可能な光コリメートフィルムを駆動する方法を含み、切り替え可能な光コリメートフィルムは、第１の光透過電極層と、複数の細長いチャンバを備えている少なくとも２０μｍの厚さを有するコリメート層と、第２の光透過電極層とを含み、第１の光透過層と第２の光透過層とは、コリメート層の両側に配置される。各細長いチャンバは、開口部を有し、顔料粒子を備えている双安定電気泳動流体が、各細長いチャンバ内に配置される。細長いチャンバは、細長いチャンバの開口部にまたがることによってその中の双安定電気泳動流体をシールするシール層でシールされる。方法は、時変電圧を第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に印加することを含む。
【０００９】
典型的に、切り替え可能な光コリメートフィルムは、典型的に、５００μｍ未満の厚さを有し、細長いチャンバの高さは、コリメート層の厚さ以下である。典型的に、細長いチャンバは、５μｍ〜１５０μｍの幅および２００μｍ〜５ｍｍの長さである。例えば、細長いチャンバは、５μｍ〜５０μｍの幅および５０μｍ〜５ｍｍの長さであることができる。
【００１０】
切り替え可能な光コリメートフィルムは、典型的に、ポリマーから作製され、例えば、ポリマーは、アクリレートモノマー、ウレタンモノマー、スチレンモノマー、エポキシドモノマー、シランモノマー、チオ−エンモノマー、チオ−インモノマー、またはビニルエーテルモノマーから作製される。第１または第２の光透過電極層は、酸化インジウムスズから作製され得る。
【００１１】
双安定電気泳動流体は、典型的に、非極性溶媒中のポリマー官能化顔料粒子と遊離ポリマーとを含む。多くの場合、顔料は、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリナフタレン、またはポリジメチルシロキサンを用いて官能化される。遊離ポリマーは、ポリイソブチレン、またはエチレン、プロピレン、またはスチレンモノマーを含むコポリマーを含み得、シール層は、セルロースまたはゼラチン等の自然発生水溶性ポリマー、またはポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリ（ビニル）酢酸、ポリ（ビニル）ピロリデン、ポリウレタン、またはそのコポリマー等の合成ポリマー等の水溶性ポリマーまたは水分散性ポリマーを含み得る。
【００１２】
ある実施形態において、時変電圧は、第１の極性を有する第１の時間のための第１の電圧と、第２の極性を有する第２の時間のための第２の電圧とを含む。いくつかの実施形態において、第１の電圧は、第１の大きさを有し、第２の電圧は、第２の大きさを有し、第１の大きさと第２の大きさとは等しくない。いくつかの実施形態において、第１の電圧は、第１の大きさを有し、第２の電圧は、第２の大きさを有し、第１の大きさと第２の大きさとは等しくない。いくつかの実施形態において、第１の電圧と第１の時間との積は、第１のインパルスであり、第２の電圧と第２の時間との積は、第２のインパルスであり、第１のインパルスと第２のインパルスとは、等しくない大きさである。いくつかの実施形態において、第１の電圧と第１の時間との積は、第１のインパルスであり、第２の電圧と第２の時間との積は、第２のインパルスであり、第１のインパルスと第２のインパルスとは、等しい大きさである。いくつかの実施形態において、時変電圧は、第１の極性を有する第３の時間のための第１の電圧と、第２の極性を有する第４の時間のための第２の電圧とをさらに含む。いくつかの実施形態において、時変電圧は、５Ｖ〜１５０Ｖの大きさ、例えば、８０Ｖ〜１２０Ｖである。
【００１３】
ある実施形態において、細長いチャンバは、コリメート層が上方から視認されると、行および列に配列され、細長いチャンバのより長い寸法は、行に沿って伸び、行は、細長いチャンバの幅の少なくとも３倍互いに分離されている。多くの場合、細長いチャンバは、コリメート層が上方から視認されると、行および列に配列され、同一行内の隣接した細長いチャンバは、３０μｍ未満の間隙によって分離されている。いくつかの実施形態において、第１の行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙は、第２の行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙から水平にオフセットされる。いくつかの実施形態において、細長いチャンバの対称性は、細長いチャンバの長さ、細長いチャンバの幅、細長いチャンバのピッチ、または細長いチャンバ間の間隙の幅または場所を改変することによって乱される。
【００１４】
別の側面において、本発明は、光源と、切り替え可能な光コリメートフィルムと、薄膜トランジスタのアクティブマトリクスと、液晶層と、カラーフィルタアレイと、電圧源と、コントローラとを有するディスプレイを含む。切り替え可能な光コリメートフィルムは、第１の光透過電極層と、複数の細長いチャンバを備えている少なくとも２０μｍの厚さを有するコリメート層と、第２の光透過電極層とを含み、第１の光透過層と第２の光透過層とは、コリメート層の両側に配置される。細長いチャンバは、顔料粒子を備えている双安定電気泳動流体を保持し、細長いチャンバは、細長いチャンバの開口部にまたがるシール層でシールされる。コントローラは、電圧インパルスを第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に提供し、電圧インパルスは、ディスプレイの有効透過角度の変化を引き起こす。
【００１５】
いくつかの実施形態において、光コリメートフィルムまたはディスプレイは、加えて、電圧インパルスを第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に提供するための電圧源およびコントローラを含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイは、光源と切り替え可能な光コリメートフィルムとの間に配置されるプリズムフィルムを含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイは、プリズムフィルムと光源との間の拡散層を含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイは、タッチスクリーン層を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、電気泳動粒子がコリメート層のチャンバ全体を通して分散させられる切り替え可能な光コリメートフィルムの第１の状態を図示する。電気泳動粒子は、この状態において、電力の印加を伴わずに安定する。
【００１７】
【図１Ｂ】図１Ｂは、電気泳動粒子が電位の印加を用いて第１の光透過電極に向かって駆動される切り替え可能な光コリメートフィルムの第２の状態を図示する。
【００１８】
【図１Ｃ】図１Ｃは、電気泳動粒子が第１の光透過電極に近接して収集される切り替え可能な光コリメートフィルムの第３の状態を図示する。粒子は、この位置において、電位が除去された後も安定する。
【００１９】
【図１Ｄ】図１Ｄは、電気泳動粒子がコリメート層のチャンバ全体を通して分散させられる状態への帰還を図示する。
【００２０】
【図１Ｅ】図１Ｅは、電気泳動粒子が図１Ｂの反対極性を有する電位の印加を用いて第２の光透過電極に向かって駆動される切り替え可能な光コリメートフィルムの第４の状態を図示する。
【００２１】
【図１Ｆ】図１Ｆは、電気泳動粒子が第２の光透過電極に近接して収集される切り替え可能な光コリメートフィルムの第５の状態を図示する。粒子は、この位置において、電位が除去された後も安定する。
【００２２】
【図２Ａ】図２Ａは、電気泳動粒子がコリメート層のチャンバ全体を通して分散させられているとき、源から放出される光の光線が角度θ１に限定されることを図示する。
【００２３】
【図２Ｂ】図２Ｂは、電気泳動粒子が光源に最も近い光透過電極に対して収集されているとき、源から放出される光の光線が角度θ２にある（θ２＞＞θ１）ことを図示する。
【００２４】
【図２Ｃ】図２Ｃは、電気泳動粒子が光源から最も遠い光透過電極に対して収集されているとき、源から放出される光の光線が角度θ３にある（θ３＞＞θ１）ことを図示する。光コリメートフィルムの発光側における顔料粒子の存在に起因して、最小限の光損失が存在することが観察される。
【００２５】
【図３Ａ】図３Ａは、光コリメートフィルムを第１の状態と第２の状態との間で切り替えるために使用され得る単純波形を図示する。
【００２６】
【図３Ｂ】図３Ｂは、光コリメートフィルムを第１の状態と第２の状態との間で切り替えるために使用され得る複合波形を図示する。
【００２７】
【図４】図４は、切り替え可能な光コリメートフィルムを含む液晶ディスプレイアセンブリの動作層を図示する。層は、正確な縮尺で描かれていない。
【００２８】
【図５Ａ】図５Ａは、電気泳動粒子が細長いチャンバ内に分散させられるときの光コリメート層を含むＬＣＤディスプレイスタックの有効視認角度φを図示する。視認者＃２がＬＣＤディスプレイスタックからの光を殆ど「見ていない」ことに留意されたい。
【００２９】
【図５Ｂ】図５Ｂは、電気泳動粒子が細長いチャンバの底部（または上部）に充塞されるときの光コリメート層を含むＬＣＤディスプレイスタックの有効視認角度φを図示する。
【００３０】
【図５Ｃ】図５Ｃは、光コリメート層を含むＬＣＤディスプレイスタックが第１の状態（図５Ａ参照）および第２の状態（図５Ｂ参照）にあるときの有効視認角度の関数としての光の強度を図示する。
【００３１】
【図６】図６は、下側基板上に配置される切り替え可能な光コリメートフィルムの実施形態を図示する。切り替え可能な光コリメートフィルムは、加えて、縁シールを含む。分解図は、双安定電気泳動流体で充填される細長いチャンバ上のシール層を詳述する。
【００３２】
【図７】図７は、光学的に透明な接着剤および剥離シートを片側上に有する切り替え可能な光コリメートフィルムを図示する。そのようなフィルムは、例えば、コリメート特徴をガラス窓等の既存の表面上に提供するために使用され得る。
【００３３】
【図８】図８は、複数の細長いチャンバを伴うコリメート層を形成し、続いて、細長いチャンバを双安定電気泳動流体で充填し、充填された細長いチャンバをシールするために使用され得るロールツーロールプロセスを図示する。
【００３４】
【図９】図９Ａおよび９Ｂは、簡略化されたエンボス加工プロセスを図示する。
【００３５】
【図１０】図１０は、エンボス加工ツールを形成し、本発明のコリメート層を作成する方法を詳述する。
【００３６】
【図１１】図１１は、エンボス加工ツールにおいて使用されるためのシムを形成する方法を詳述する。
【００３７】
【図１２】図１２は、エンボス加工ツールにおいて使用されるためのシムを形成するための代替方法を詳述する。
【００３８】
【図１３】図１３は、細長いチャンバが行−列フォーマットに配列された切り替え可能な光コリメートフィルムの実施形態の上面図である。
【００３９】
【図１４】図１４は、細長いチャンバが行−列フォーマットに配列された切り替え可能な光コリメートフィルムの実施形態の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
上で示されるように、本発明は、双安定電気泳動流体の細長いチャンバを含む光コリメートフィルムのための駆動波形を提供する。そのようなフィルムは、それ自体が、透過基板に入射する光の量および／または方向を制御するために使用されることができる。そのようなフィルムは、ＬＣＤディスプレイ等のデバイスの中に統合され、ＬＣＤディスプレイを視認しているユーザのために、プライバシーのゾーン等の有用な特徴を提供することもできる。開示される波形を使用して、放出される光のコリメーションは、要求に応じて、改変されることができる。加えて、電気泳動媒体は、双安定であるので、コリメーション状態は、追加のエネルギーを光コリメートフィルムに提供する必要なく、しばらくの間、例えば、数分、例えば、数時間、例えば、数日、例えば、数ヶ月、安定するであろう。
【００４１】
本明細書に説明されるシステムは、ロールツーロール処理を使用して安価に製作されることができる。故に、ＬＣＤディスプレイの製作等の他の組立プロセス中、デバイスの中に組み込まれ得る切り替え可能な光コリメートフィルムの大判シートを生産するように実行可能である。そのようなフィルムは、補助的な光学的に透明な接着剤層と、剥離シートとを含み、それによって、光コリメートフィルムが仕上げられた製品として出荷および流通されることを可能にし得る。光コリメートフィルムは、例えば、会議室の窓、建物内の外窓、およびサンルーフおよび天窓のためのアフターマーケット光制御のためにも使用され得る。光コリメートフィルムの第１および第２の電極は、例えば、レーザ切断を使用して、容易にアクセスされ、したがって、電圧源およびコントローラを電極に接続することが非常に容易である。
【００４２】
電気泳動ディスプレイは、通常、電気泳動材料の層と、電気泳動材料の両側に配置される少なくとも２つの他の層（これらの２つの層のうちの１つは、電極層である）とを備えている。大部分のそのようなディスプレイにおいて、両層が、電極層であり、電極層の一方または両方が、ディスプレイのピクセルを画定するようにパターン化される。例えば、一方の電極層は、細長い行電極に、他方は、行電極に対して直角に伸びる細長い列電極にパターン化され得、ピクセルは、行電極と列電極との交差によって、画定される。代替として、かつより一般的に、一方の電極層は、単一連続電極の形態を有し、他方の電極層は、ピクセル電極の行列にパターン化され、それらの各々が、ディスプレイの１ピクセルを画定する。いくつかの実施形態において、２つの光透過電極層が、使用され、それによって、光が、電気泳動ディスプレイを通過することを可能にする。
【００４３】
用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備えているディスプレイを指すために、本明細書で使用され、所与の要素が有限持続時間のアドレスパルスを用いて第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方をとるように駆動されてから、アドレスパルスが終了した後、その状態が、表示要素の状態を変化させるために必要とされるアドレスパルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍続く。米国特許第７，１７０，６７０号において、グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極端な黒および白状態においてのみならず、その中間グレー状態においても、安定しており、同じことは、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが示されている。このタイプのディスプレイは、双安定性ではなく、「多安定性」と適切に呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書において、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を対象とするために使用され得る。
【００４４】
切り替え可能な光コリメートフィルム（１０）の一般的機能が、図１Ａ−１Ｆに示される。フィルム（１０）は、第１の光透過電極層（１２）および第２の光透過電極層（１４）を含む。典型的に、各電極層は、それぞれ、第１の基板（１６）および第２の基板（１８）に関連付けられる。第１の基板（１６）および第２の基板（１８）は、光透過ポリマー（例えば、フィルムまたは樹脂）またはガラスであり得る。フィルム（１０）がロールツーロール処理を用いて生産される事例において、第１の基板（１６）および第２の基板（１８）は、可撓性である。光透過電極および基板は、伝導性材料（例えば、グラフェン、ナノチューブ、金属薄片、伝導性金属酸化物粒子、または金属ファイバ）でドープされ、および／または、伝導性モノマーまたはポリマーでドープされ、および／または、塩等のイオン材料でドープされた単一層、例えば、ＰＥＴ−ＩＴＯフィルム、ＰＥＤＯＴ、または別の光透過ポリマー中に統合され得る。
【００４５】
光コリメート層（２１）は、光透過ポリマー（２０）を備え、光透過ポリマー（２０）は、電気泳動粒子（２６）を含む双安定電気泳動流体（２４）を保持するための複数の細長いチャンバ（２２）を生産するように処理されている。ある実施形態において、双安定電気泳動流体（２４）は、炭化水素溶媒と、カーボンブラック（随意に、下で議論されるように官能化されている）を備えている電気泳動粒子（２６）とを含む。光コリメート層は、少なくとも２０μｍ厚（すなわち、第１の光透過電極層（１２）と第２の光透過電極層（１４）との間の距離）である。光コリメート層は、２０μｍより厚い、例えば、３０μｍより厚い、例えば、５０μｍより厚い、例えば、７０μｍより厚い、例えば、１００μｍより厚い、例えば、１５０μｍより厚い、例えば、２００μｍより厚くあることができる。例えば、熱可塑性材料をエンボス加工することによる細長いチャンバの製作が、下でより詳細に説明される。細長いチャンバ（２２）を充填するプロセスの後または間、細長いチャンバ（２２）は、シール層（２８）でシールされ、シール層（２８）は、例えば、双安定電気泳動流体（２４）と不親和性である親水性ポリマーであり得る。
【００４６】
フィルム（１０）のコリメート特性を変化させるために、第１の光透過電極層（１２）および第２の光透過電極層（１４）は、電位の源（３０）に結合され得る。源は、例えば、バッテリ、電力供給源、光電池、またはある他の電位源であり得る。コントローラ（図示せず）が、時変電圧を第１の光透過電極層（１２）と第２の光透過電極層（１４）との間に供給するために使用される。第１の光透過電極層（１２）および第２の光透過電極層（１４）は、電極、ワイヤ、またはトレース（３１）を介して、源（３０）に結合され得る。いくつかの実施形態において、トレース（３１）は、例えば、トランジスタスイッチであり得るスイッチ（３２）で中断され得る。第１の光透過電極層（１２）と第２の光透過電極層（１４）との間の電位は、典型的に、少なくとも１ボルト、例えば、少なくとも２ボルト、例えば、少なくとも５ボルト、例えば、少なくとも１０ボルト、例えば、少なくとも１５ボルト、例えば、少なくとも１８ボルト、例えば、少なくとも２５ボルト、例えば、少なくとも３０ボルト、例えば、少なくとも３０ボルト、例えば、少なくとも５０ボルトである。いくつかの実施形態において、コントローラは、５ボルト〜１５０ボルトの大きさ、例えば、８０ボルト〜１２０ボルトの大きさの時変電圧を供給する。
【００４７】
双安定電気泳動流体（２４）は、双安定であるので、電気泳動粒子（２６）は、電場の印加なしで、それらの分布を維持するであろう。この特徴は、本明細書に列挙されたＥ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ特許に詳しく説明されているが、主に、電気泳動粒子（２６）が枯渇凝集を介して安定化されるように、双安定電気泳動流体（２４）中に分散型ポリマー（例えば、ポリイソブチレンまたはポリメタクリル酸ラウリル）の特定の混合物を有することから生じる。故に、図１Ａに図示される、第１の状態において、電気泳動粒子（２６）は、電位が第１の光透過電極層（１２）と第２の光透過電極層（１４）との間に印加されていないにもかかわらず、分散させられた状態において安定する。例えば、図１Ｂに図示されるように、好適な電位の印加を用いることで、電気泳動粒子（２６）は、好適にバイアスされた電極層に向かって移動し、光透過勾配を細長いチャンバ（２２）の高さに沿って作成する。電気泳動粒子（２６）が、所望の電極層に駆動されると、源（３０）は、電極層から結合解除され、電位をオフにすることができる。しかしながら、双安定電気泳動流体（２４）の双安定性により、電気泳動粒子（２６）は、図１Ｃに示されるように、長期間、例えば、数分、例えば、数時間、例えば、数日、第２の状態のままであるであろう。
【００４８】
光コリメートフィルム（１０）の状態は、図１Ｄを達成するために、収集された電気泳動粒子（２６）を逆極性の電圧を伴う電極（図示せず）から離れるように駆動することによって、逆転されることができる。初期状態（１Ａに匹敵する）に戻ると、（概ね）コリメートされた光のみが、下でより詳細に説明されるように、光コリメートフィルムを通過することが可能であろう。図１Ｄの状態も、安定する。電気泳動粒子（２６）は、図１Ｅに示されるように、図１Ｂから、逆極性の電圧の印加を用いて、この分散状態を越えて、第２の光透過電極（１４）に向かって駆動されることができる。その結果、電気泳動粒子（２６）は、第２の光透過電極（１４）に隣接して集中し、それも、下で議論されるように、広視認角度をもたらす。図１Ｆに示される広角透過状態も、双安定である、すなわち、電力が、この状態を維持するために要求されない。図１Ｃおよび図１Ｆの状態の両方は、広角透過をもたらすので、駆動電子機器への全体的ＤＣ平衡を維持しながら、図１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、および１Ｆに示される状態間でトグル切り替えすることが可能である。駆動電子機器をＤＣ平衡させることは、電荷蓄積を低減させ、システム構成要素の寿命を延長する。
【００４９】
電気泳動媒体の内相は、懸濁流体中の荷電顔料粒子を含む。本発明の可変透過率媒体において使用される流体は、典型的に、低誘電定数（好ましくは、１０未満、望ましくは、３未満）であろう。特に好ましい溶媒は、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、およびＩｓｏｐａｒ（登録商標）（Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ）またはＩｓａｎｅ（登録商標）（Ｔｏｔａｌ）等の石油蒸留物、リモネン、例えば、ｌ−リモネン等のテルペン、およびトルエン等の芳香族炭化水素を含む。特に、好ましい溶媒は、それが低誘電定数（２．３）を比較的に高い屈折率（１．４７）と組み合わせているので、リモネンである。内相の屈折率は、Ｃａｒｇｉｌｌｅ−Ｓａｃｈｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．（Ｃｅｄａｒ  Ｇｒｏｖｅ，ＮＪ）から利用可能なＣａｒｇｉｌｌｅ（登録商標）屈折率合致流体等の屈折率合致剤の添加を用いて修正され得る。本発明のカプセル化された媒体において、粒子の分散の屈折率が、カプセル化材料のそれと可能な限り近く合致し、ヘイズを低減させることが好ましい。この屈折率合致は、溶媒の屈折率が封止剤のそれと近いとき、最良に達成される（一般に利用可能なポリマー封止剤を採用するとき）。大部分の事例において、５５０ｎｍにおいて１．５１〜１．５７、好ましくは、５５０ｎｍにおいて約１．５４の屈折率を伴う内相を有することが有益である。
【００５０】
荷電顔料粒子は、種々の色および組成であり得る。加えて、荷電顔料粒子は、表面ポリマーで官能化され、状態安定性を改良し得る。そのような顔料は、米国特許公開第２０１６／００８５１３２号（参照することによってその全体として組み込まれる）に説明される。例えば、荷電粒子が、白色である場合、それらは、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、ＰｂＳＯ４等の無機顔料から形成され得る。それらは、高屈折率（＞１．５）を伴い、あるサイズ（＞１００ｎｍ）であり、白色を示すポリマー粒子、または、所望の屈折率を有するようにエンジニアリングされた複合粒子でもあり得る。黒色荷電粒子は、ＣＩ顔料黒色２６または２８等（例えば、マンガンフェライトブラックスピネルまたは銅クロマイトブラックスピネル）またはカーボンブラックから形成され得る。他の色（非白色および非黒色）は、ＣＩ顔料ＰＲ２５４、ＰＲ１２２、ＰＲ１４９、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＧ７、ＰＢ２８、ＰＢ１５：３、ＰＹ８３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５５、またはＰＹ２０等の有機顔料から形成され得る。他の例は、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ７０−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｐｉｎｋ  Ｅ−ＥＤＳ、ＰＶ  ｆａｓｔ  ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  ｒｅｄ  Ｄ３Ｇ７０、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２Ｇ−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｈ４Ｇ−ＥＤＳ、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＲ−７０−ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｇｒｅｅｎ  ＧＮＸ、ＢＡＳＦ  Ｉｒｇａｚｉｎｅ  ｒｅｄ  Ｌ３６３０、Ｃｉｎｑｕａｓｉａ  Ｒｅｄ  Ｌ４１００  ＨＤ、およびＩｒｇａｚｉｎ  Ｒｅｄ  Ｌ３６６０  ＨＤ；Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｂｌｕｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｇｒｅｅｎ、ｄｉａｒｙｌｉｄｅ  ｙｅｌｌｏｗ、またはｄｉａｒｙｌｉｄｅ  ＡＡＯＴ  ｙｅｌｌｏｗを含む。色粒子は、ＣＩ顔料青色２８、ＣＩ顔料緑色５０、ＣＩ顔料黄色２２７等の無機顔料から形成されることもできる。荷電粒子の表面は、米国特許第６，８２２，７８２号、第７，００２，７２８号、第９，３６６，９３５号、および第９，３７２，３８０号、および米国公開第２０１４−００１１９１３号（その全ての内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、要求される粒子の電荷極性および電荷レベルに基づいて、公知の技法によって修正され得る。
【００５１】
粒子は、本来の電荷を示し得るか、または、電界制御剤を使用して明示的に帯電させられ得るか、または、溶媒または溶媒混合物中に懸濁されると電荷を獲得し得る。好適な電界制御剤は、当技術分野において周知である。それらは、性質上、ポリマー性または非ポリマー性であり得るか、または、イオン性または非イオン性であり得る。電界制御剤の例は、限定ではないが、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  １７０００（活性ポリマー分散剤）、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ９０００（活性ポリマー分散剤）、ＯＬＯＡ  １１０００（スクシンイミド無灰分散剤）、Ｕｎｉｔｈｏｘ  ７５０（エトキシレート）、Ｓｐａｎ  ８５（ソルビタントリオレエート）、Ｐｅｔｒｏｎａｔｅ  Ｌ（スルホン酸ナトリウム）、Ａｌｃｏｌｅｃ  ＬＶ３０（大豆レシチン）、Ｐｅｔｒｏｓｔｅｐ  Ｂ１００（石油スルホン酸塩）またはＢ７０（硫酸バリウム）、Ａｅｒｏｓｏｌ  ＯＴ、ポリイソブチレン誘導体またはポリ（エチレン−ｃｏ−ブチレン）誘導体等を含み得る。懸濁流体および荷電顔料粒子に加え、内相は、安定化剤、界面活性剤、および電界制御剤を含み得る。安定化材料は、溶媒中に分散させられると、荷電顔料粒子上に吸収され得る。この安定化材料は、粒子がその分散状態にあるとき、可変透過率媒体が実質的に非透過性であるように、粒子が互いに分離されたままに保つ。当技術分野において公知のように、荷電粒子（典型的に、上で説明されるように、カーボンブラック）を低誘電定数の溶媒中に分散させることは、界面活性剤の使用によって補助され得る。そのような界面活性剤は、典型的に、極性「頭部基」と、溶媒と相溶性があるか、または、その中に溶解できる非極性「尾部基」とを備えている。本発明において、非極性尾部基は、飽和または不飽和炭化水素部分、または、例えば、ポリ（ジアルキルシロキサン）等の炭化水素溶媒中に溶解できる別の基であることが好ましい。極性基は、アンモニウム、スルホン酸塩またはホスホン酸塩、または酸性または塩基性基等のイオン性材料を含む任意の極性有機官能性であり得る。特に、好ましい頭部基は、カルボン酸またはカルボキシレート基である。本発明との使用のために好適な安定化剤は、ポリイソブチレンおよびポリスチレンを含む。いくつかの実施形態において、ポリイソブテニルコハク酸イミドおよび／またはソルビタントリオレエートおよび／または２−ヘキサデカン酸等の分散剤が、添加される。
【００５２】
本発明の電気泳動媒体は、典型的に、電荷制御剤（ＣＣＡ）を含み、電荷ディレクターを含み得る。これらの電気泳動媒体成分は、典型的に、低分子量界面活性剤、ポリマー剤、または１つ以上の成分の混成物を備え、電気泳動粒子上の電荷を安定させるか、または別様にその符号および／または大きさを修正する役割を果たす。ＣＣＡは、典型的に、以降、頭部基と称されるイオンまたは他の極性基を備えている分子である。正または負のイオン頭部基のうちの少なくとも１つは、好ましくは、以降、尾部基と称される非極性鎖（典型的に、炭化水素鎖）に付着される。ＣＣＡは、逆ミセルを内相内に形成すると考えられ、それが電気泳動流体として典型的に使用されるまさに非極性の流体中の導電性につながる荷電逆ミセルの小集団であると考えられる。
【００５３】
逆ミセルは、ＣＣＡ分子の非極性尾部基によって包囲されるサイズが１ｎｍから数十ナノメートルまで変動し得る（かつ球状、円筒形、または他の幾何学形状を有し得る）高度に極性のコア（典型的に、水を含む）を備えている。逆ミセルは、特に、油／水／界面活性剤混合物等の三元混合物中において、広範に研究されている。例は、例えば、Ｆａｙｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｐｈｙｓ．，１３１，１４７０４（２００９年）に説明されるイソオクタン／水／ＡＯＴ混合物である。電気泳動媒体において、３つの相が、典型的に、区別され得る：表面を有する固体粒子；極小液滴（逆ミセル）の形態において分布される高度に極性の相；および、流体を備えている連続相である。荷電粒子および荷電逆ミセルの両方は、電場の印加時、流体を通して移動し、したがって、流体（典型的に、それ自体はほぼゼロに等しい導電性を有する）を通した電気伝導のための２つの並行経路が存在し得る。
【００５４】
ＣＣＡの極性コアは、表面上への吸収によって、表面上の電荷に影響を及ぼすと考えられる。電気泳動ディスプレイにおいて、そのような吸収は、電気泳動粒子の表面またはマイクロカプセル（またはマイクロセルの壁等の他の固相）の内壁上で生じ、逆ミセルに類似する構造を形成し得、これらの構造は、以降、半ミセルと称される。イオン対のうちの一方のイオンが、他方より表面に強く付着されると（例えば、共有結合によって）、半ミセルと非結合逆ミセルとの間のイオン交換は、より強く結合されたイオンが粒子に関連付けられたままであり、あまり強く結合されないイオンが遊離逆ミセルのコアの中に組み込まれた状態になる電荷分離につながり得る。
【００５５】
ＣＣＡの頭部基を形成するイオン材料は、電気泳動粒子（または他の）表面においてイオン対形成を誘発し得ることも、可能である。したがって、ＣＣＡは、２つの基本機能を実施し得る：表面における電荷発生、および表面からの電荷分離。電荷発生は、ＣＣＡ分子内に存在するか、またはそうでなければ逆ミセルコアまたは流体の中に組み込まれるいくつかの部分と、粒子表面との間の酸−塩基またはイオン交換反応から生じ得る。したがって、有用なＣＣＡ材料は、そのような反応または当技術分野において公知のような任意の他の荷電反応に関わることが可能なそれらである。ＣＣＡ分子は、加えて、粒子が光で照射されると電気泳動粒子によって生産される光励起子の受容体としての機能を果たし得る。
【００５６】
本発明の媒体中で有用な電荷制御剤の非限定的クラスは、有機硫酸塩またはスルホン酸塩、金属石鹸、ブロックまたはコームコポリマー、有機アミド、有機双性イオン、および有機リン酸およびホスホン酸を含む。有用な有機硫酸塩およびスルホン酸塩は、限定ではないが、ビス（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、石油スルホン酸カルシウム、中性または塩基性ジノニルナフタレンスルホン酸バリウム、中性または塩基性ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、およびラウリル硫酸アンモニウムを含む。有用な金属石鹸は、限定ではないが、ナフテン酸、オクタン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およびミリスチン酸等のカルボン酸の、塩基性または中性バリウムペトロネート、カルシウムペトロネート、コバルト、カルシウム、銅、マンガン、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、および鉄の塩等を含む。有用なブロックまたはコームコポリマーは、限定ではないが、（Ａ）ｐ−トルエンスルホン酸メチルで４級化された２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレートのポリマーと、（Ｂ）ポリ（２−エチルヘキシルメタクリレート）とのＡＢジブロックコポリマー、および、ポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）の油溶性尾部を伴い、ポリ（メチルメタクリレート−メタクリル酸）の油溶性アンカ基上にペンダントした約１，８００の分子量を有するコームグラフトコポリマーを含む。有用な有機アミド／アミンは、限定ではないが、ＯＬＯＡ３７１または１２００（Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｏｒｏｎｉｔｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＬＬＣ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘ．）から利用可能）またはＳｏｌｓｐｅｒｓｅ１７０００（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，ＯＨ）から利用可能：Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅは、登録商標である）等のポリイソブチレンスクシンイミド、およびＮ−ビニルピロリデンポリマーを含む。有用な有機両性イオンは、限定ではないが、レシチンを含む。有用な有機リン酸およびホスホン酸は、限定ではないが、飽和および不飽和酸置換基でリン酸化されたモノ−およびジ−グリセリドのナトリウム塩を含む。ＣＣＡのための有用な尾部基は、２００〜１０，０００の範囲内の分子量のポリ（イソブチレン）等のオレフィンのポリマーを含む。頭部基は、スルホン酸、リン酸、またはカルボン酸またはアミド、または代替として、第１級、第２級、第３級、または第４級アンモニウム基等のアミノ基であり得る。
【００５７】
本発明の媒体において使用される電荷補助剤は、下でさらに詳細に説明されるように、電気泳動粒子表面上の電荷をバイアスし得る。そのような電荷補助剤は、ブレンステッドまたはルイス酸または塩基であり得る。
【００５８】
粒子分散安定剤が、カプセルまたは他の壁または表面への粒子凝集または付着を防止するために添加され得る。電気泳動ディスプレイ中の流体として使用される典型的高抵抗率液体に関して、非水性界面活性剤が、使用され得る。これらは、限定ではないが、グリコールエーテル、アセチレングリコール、アルカノールアミド、ソルビトール誘導体、アルキルアミン、第４級アミン、イミダゾリン、酸化ジアルキル、およびスルホコハク酸塩を含む。
【００５９】
米国特許第７，１７０，６７０号に説明されるように、電気泳動媒体の双安定性は、約２０，０００超の数平均分子量を有するポリマーを流体中に含むことによって改良されることができ、このポリマーは、本質的に、電気泳動粒子上で非吸収であり、ポリ（イソブチレン）は、この目的のための好ましいポリマーである。
【００６０】
例えば、米国特許第６，６９３，６２０号にも説明されるように、その表面上に不動化された電荷を伴う粒子は、反対電荷の電気二重層を包囲流体中に構成する。ＣＣＡのイオン頭部基は、電気泳動粒子表面上の荷電基とイオン対にされ、不動化されたまたは部分的に不動化された荷電種の層を形成し得る。この層の外側に、流体中のＣＣＡ分子を備えている荷電（逆）ミセルを備えている拡散層が存在する。従来のＤＣ電気泳動において、印加される電場は、固定された表面電荷に力を及ぼし、移動性のある一方の電荷に反対の力を及ぼし、それによって、滑りが、拡散層内で生じ、粒子が流体に対して移動する。滑り平面における電位は、ゼータ電位として知られる。
【００６１】
光コリメートフィルム（１０）は、図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに示されるように、光（３３）を狭化（コリメート）するために使用されることができる。図２Ａに示される第１の狭化状態において、電気泳動粒子（２６）は、細長いチャンバ（２２）全体を通して分散させられ、細長いチャンバ（２２）間のピッチ（Ａ）、各細長いチャンバ（２２）の幅（Ｗ）、光コリメートフィルム（１０）の高さ（Ｈ）、および光源（３３）から出射側基板（図２Ａの例において、基板（１８））までの距離によって画定される透過角度θ１をもたらす。図２Ａから分かるように、角度θ１は、概ね、光線Ｘ−Ｘ’およびＹ−Ｙ’によって画定され、それは、光が源（３３）から離れ、電気泳動粒子（２６）が全体を通して分散させられた状態の細長いチャンバ（２２）の上部および底部の両方を避けて通り抜け得る法線からの最大角度を画定する。
【００６２】
上記の図１Ｃに匹敵する第１の広角状態において、電気泳動粒子（２６）は、より近い基板（１６）に駆動され、新しい透過角度θ２が、図２Ｂに示されるように、光線Ｘ−Ｘ’およびＹ−Ｙ’に関して確立される。新しい透過角度θ２は、図２Ｂに示されるように、θ１よりはるかに広く、すなわち、θ２＞＞θ１であろう。再び、透過角度θ２の有効狭化は、細長いチャンバ（２２）間のピッチ（Ａ）、各細長いチャンバ（２２）の幅（Ｗ）、および光コリメートフィルム（１０）の高さ（Ｈ）の関数であろう。
【００６３】
上記の図１Ｆに匹敵する、第２の広角状態において、電気泳動粒子（２６）は、光源（３３）から離れた基板（１６）に駆動され、新しい透過角度θ３が、図２Ｃに示されるように、光線Ｘ−Ｘ’およびＹ−Ｙ’に関して確立される。新しい透過角度θ３は、図２Ｃに示されるように、θ１よりはるかに広い、すなわち、θ３＞＞θ１であろう。図２Ｂのように、透過角度θ３の有効狭化は、細長いチャンバ（２２）間のピッチ（Ａ）、各細長いチャンバ（２２）の幅（Ｗ）、および光コリメートフィルム（１０）の高さ（Ｈ）の関数であろう。さらに、陰影が、第２の基板（１８）に隣接して蓄積された電気泳動粒子（２６）によって落とされ得ると考えられるであろうが、それは、観察されない。光コリメートフィルム（１０）を通して十分な散乱光が存在し、この効果を消滅させると推測される。
【００６４】
種々の時変電圧（波形）が、光コリメートフィルムの状態を変化させるために、第１の光透過電極層と第２の光透過電極層との間に印加されることができる。図３Ａに示されるように、波形は、電気泳動粒子（２６）に細長いチャンバ（２２）内で移動させるようにバイアスされた単純Ｄ．Ｃ．電圧であることができる。例えば、分散状態と充塞状態との間で移動するために、＋Ｖ０の単純Ｄ．Ｃ．電圧である波形が、ある時間ｔ０（ＷＦ１参照）にわたって印加され、それによって、図３Ａに示されるように、電気泳動粒子を第１の電極（１２）に向かって移動させることができる。プロセスは、−Ｖ０の新しいＤ．Ｃ．電圧をある時間ｔ１（ＷＦ２参照）にわたって提供することによって、逆転されることができるが、しかしながら、電気泳動粒子（２６）の初期（分散）状態は、単に、同じ大きさの反対極性の電圧を同等の時間にわたって印加することによって、完全に逆転されない。典型的に、反対極性は、顔料が細長いチャンバ（２２）全体を通して分散させられるように、ｔ０＞ｔ１のより短い時間にわたって印加されなければならない。
【００６５】
実践において、図３Ｂに示されるような波形を使用して、電気泳動粒子（２６）の位置を制御することがより確実である。特に、ＷＦ３は、時間で積分されると、正より大きい負の交流電圧波形であり、それによって、電気泳動粒子（２６）が第２の電極（１４）に向かって移動させられることをもたらす。電気泳動粒子（２６）の充塞状態は、ＷＦ３が使用されるとき、図３Ａに示されるようなＤ．Ｃ．波形と比較して、より優れていることが実験的に見出されている。さらに、充塞状態がどのようにアドレスされたかにわらず、ＷＦ４等の交流平衡波形は、電気泳動粒子（２６）を細長いチャンバ（２２）内に再分配することにおいてはるかに優れている。
【００６６】
大部分の構成において、本発明の光コリメートフィルム（１０）は、広透過角度（図２Ｂおよび２Ｃ）から狭透過角度（図２Ａ）への遷移において、有効視認角度における少なくとも２分の１の低減を提供するであろう（法線からの角度の関数としての５０％パーセント未満の相対的透過によって定義される）ことが予期される。いくつかの実施形態において、視認面積における低減は、２分の１、例えば、３分の１、例えば、４分の１を下回るであろう。この機能性により、光コリメートフィルム（１０）は、単に、ガラス窓、例えば、オフィスの内窓に適用されたとき、有用であり得、それによって、ガラスの透過角度は、大幅に低減させられ、それによって、依然として、良好な量の光が窓を透過することを可能にしながら、オフィスの居住者のためのプライバシーを増加させることができる。
【００６７】
光コリメートフィルム（１０）は、図４に示されるように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スタックの中に組み込まれ得る。図４は、例示であり、ＬＣＤスタックのためのいくつかの異なる構成が存在する。図４に示されるように、典型的に、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）である光（３３）が、光ガイドプレート（３４）と拡散器プレート（３５）との組み合わせによって、活性層を含むディスプレイスタックを通して方向づけられる。拡散器プレート（３５）から離れる光は、視認者（図４の上部における眼）の方向に進行し、次に、上で説明されるタイプの光コリメートフィルム（１０）に遭遇する。図４に示される状態において、光コリメートフィルム（１０）は、その光がより狭い透過角度（図２Ａ−２Ｃ参照）内を進行するときにのみ、光が活性層に通ることを可能にするであろう。光コリメートフィルム（１０）を通過する光は、次に、第１の偏光フィルム（３６）を通して、複数のピクセル電極（４２）を含むアクティブマトリクス薄膜トランジスタ（ＡＭ−ＴＦＴ）アレイ（４０）に進むであろう。ＡＭ−ＴＦＴ（４０）およびピクセル電極（４２）を通過する偏光された光は、次いで、液晶層（４４）に遭遇し、それによって、光の偏光は、光が、第２の偏光フィルム（３７）を透過させられるか、または、撥ね付けられるように、液晶によって操作されることができる。具体的に、液晶層（４４）の光学状態は、ＬＣＤディスプレイの当技術分野において公知のように、ピクセル電極と正面電極（４５）との間に電場を提供することによって改変される。光コリメートフィルム（１０）、ＡＭ−ＴＦＴ（４０）、ピクセル電極（４２）、液晶層（４４）、および正面電極（４５）を透過させられる光は、次いで、カラーフィルタアレイ（４６）を透過し、カラーフィルタアレイ（４６）は、下層ピクセル電極（４２）に関連付けられるべき色のスペクトルのみを通すであろう。最後に、正しい色および正しい偏光（液晶層によって決定される）である、ある量の光が、第２の偏光フィルム（３７）を横断し、視認者によって視認されるであろう。光学接着剤（４７）の種々の追加の層が、必要とされる場合、スタック内に含まれ得る。スタックは、保護カバー層（４９）も含み得、それは、例えば、ガラスまたはプラスチックであり得る。容量タッチセンサ式層（４８）またはデジタイザ層（図示せず）等の追加の要素も、タッチスクリーン能力または書き込み能力等を達成するためにスタックに追加され得る。随意に、ＬＣＤスタックは、保護カバー層および／または容量タッチセンサ式層も含み得る。
【００６８】
図４に図示される光コリメートフィルム（１０）を含むＬＣＤスタックの正味効果は、ＬＣＤディスプレイ、例えば、コンピュータモニタ、スマートフォン、データ端末、または他のＬＣＤディスプレイから発出する光の有効視認角度φを独立して制御することが可能であることである。さらに、切り替え媒体は、双安定であるので、デバイスは、事実上無限に、「広」または「狭」状態に留まることができる。高度な実施形態において、狭化の量は、細長いチャンバの視認側に向かって駆動される顔料の相対的量を制御することによって、調節されることができる。有効視認角度は、ＬＣＤの状態から完全に独立して調節されることができる。すなわち、プライバシーモードと非プライバシーモードとの間で切り替えるために、モニタの電源を切る必要はない。
【００６９】
ＬＣＤディスプレイスタックのための有効視認角度φの変動は、図５Ａ−５Ｃに図示される。電気泳動粒子（２６）が細長いチャンバ（２２）全体を通して分散させられているとき、透過角度θ１を有する光線は、図５Ａに示されるように、液晶材料およびカラーフィルタ材料を通して進行し、有効視認角度φ１内で視認可能なＬＣＤ画像をもたらすことができる。その結果、視認者＃１（ユーザ）は、ＬＣＤ画面上の期待される画像を見る。しかしながら、視認者＃２は、有効視認角度外にあり、ＬＣＤ画面上の内容を見ることができない。すなわち、視認者＃１は、プライバシーのコーンを体験している。
【００７０】
しかしながら、電気泳動粒子（２６）が、電極のうちの１つに対して充塞されているとき、透過角度θ２を有する光線は、図５Ｂに示されるように、液晶材料およびカラーフィルタ材料を通して進行し、有効視認角度φ２内で視認可能なＬＣＤ画像をもたらすことができる。この構成において、視認者＃２は、ＬＣＤ画面上の画像を見ることが可能である。放出される光の有効視認角度依存強度は、図５Ｃに図式的に示される。したがって、視認者＃１は、法線に沿って視認しているとき、ＬＣＤ画面から放出されるほぼ同じ強度の光を体験するが、しかしながら、視認者＃２は、視認者＃１の選定時のどんな画像も見みていないこともある。
【００７１】
シール層（２８）の分解図が、図６に示される。いくつかの実施形態において、シール層（２８）は、双安定電気泳動流体（２４）を保持するために、分解図に示されるように、細長いチャンバ（２２）の上部部分をシールする。これは、細長いチャンバ（２２）を双安定電気泳動流体（２４）で過少充填し、次いで、最も満杯の細長いチャンバ（２２）をシール調合物（下で議論される）でオーバーコーティングすることによって達成され得る。他の実施形態において、シール組成物は、充填時に双安定電気泳動流体（２４）中に分散させられるが、シール調合物を細長いチャンバ（２２）の上部まで上昇させるための正しい親水性および密度で設計され得、それによって、例えば、光、熱、または活性化化学剤への暴露を使用して、硬化させられる。代替実施形態では（図６に示されない）、細長いチャンバ（２２）は、上部まで充填され、シール層が、光透過ポリマー（２０）の上部の全体にわたって拡散され、それによって、双安定電気泳動流体（２４）を細長いチャンバ内にシールし得る。
【００７２】
シール層のためのシール組成物中の不可欠な成分の例は、限定ではないが、熱可塑性または熱硬化性物質およびその前駆体を含み得る。具体的例は、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレート、多官能メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、セルロース、ゼラチン等の材料を含み得る。ポリマー結合剤または増粘剤、光開始剤、触媒、加硫剤、充填材、着色剤、または界面活性剤等の添加剤が、物理機械的特性および光コリメートフィルムを改良するために、シール組成物に添加され得る。
【００７３】
シール組成物は、シール溶媒として水を伴う水溶性ポリマーであり得る。好適な水溶性ポリマーまたは水溶性ポリマー前駆体の例は、限定ではないが、ポリビニルアルコール；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールとのそのコポリマー、およびその誘導体、例えば、ＰＥＧ−ＰＰＧ−ＰＥＧ、ＰＰＧ−ＰＥＧ、ＰＰＧ−ＰＥＧ−ＰＰＧ；ポリ（ビニルピロリデン）およびそのコポリマー、例えば、ポリ（ビニルピロリデン）／酢酸ビニル（ＰＶＰ／ＶＡ）；多糖類、例えば、セルロースおよびその誘導体、ポリ（グルコサミン）、デキストラン、グアーガム、および澱粉；ゼラチン；メラミン−ホルムアルデヒド；ポリ（アクリル酸）、その塩形態、およびそのコポリマー；ポリ（メタクリル酸）、その塩形態、およびそのコポリマー；ポリ（マレイン酸）、その塩形態、およびそのコポリマー；ポリ（２−ジメチルアミノエチルメタクリレート）；ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）；ポリ（２−ビニルピリジン）；ポリ（アリルアミン）；ポリアクリルアミド；ポリエチレンイミン；ポリメタクリルアミド；ポリ（スチレンスルホン酸ナトリウム）；第４級アンモニウム基で官能化されたカチオン性ポリマー、例えば、ポリ（２−メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムブロミド）、ポリ（アリルアミン塩酸塩）を含み得る。シール材料は、調合溶媒として水を伴う水分散性ポリマーも含み得る。好適なポリマー水分散剤の例は、ポリウレタン水分散剤およびラテックス水分散剤を含み得る。水分散剤中の好適なラテックスは、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、およびそのコポリマー、例えば、エチレン酢酸ビニル、およびポリスチレンコポリマー、例えば、ポリスチレンブタジエンおよびポリスチレン／アクリレートを含む。
【００７４】
例えば、接着剤組成物中に存在し得る追加の成分の例は、限定ではないが、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、酢酸酪酸セルロース、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−ビニル酢酸コポリマー、エポキシド、多官能アクリレート、ビニル、ビニルエーテル、およびそのオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーを含み得る。接着剤層は、ポリウレタン分散剤とポリビニルアルコール；ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールとのそのコポリマー；ポリ（ポリビニルピロリドン）およびそのコポリマー；多糖類；ゼラチン；ポリ（アクリル酸）、その塩形態、およびそのコポリマー；ポリ（メタクリル酸）、その塩形態、およびそのコポリマー；ポリ（２−ジメチルアミノエチルメタクリレート）；ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）；ポリ（２−ビニルピリジン）；ポリ（アリルアミン）；ポリアクリルアミド；ポリメタクリルアミド、および第４級アンモニウム基で官能化されたカチオン性ポリマーから成る群から選択される水溶性ポリマーとも含み得る。接着剤層は、積層後、例えば、熱またはＵＶ等の放射によって後硬化させられ得る。
【００７５】
例えば、基板（５３）を含むスタックの全体は、図６に示されるように、縁シール（５１）でシールされることができる。縁シール（５１）は、上で説明されるシール組成物のいずれかを含み得る。縁シール（５１）は、光コリメート層（１０）および基板（５３）の周囲に連続し得るか、または、縁シール（５１）は、スタックの一部のみ、例えば、光コリメート層（１０）の外側縁のみを被覆し得る。いくつかの実施形態において、縁シール（５１）は、追加の保護層、例えば、水に対して不浸透性の層、例えば、透明ポリエチレンを含み得る。保護層は、湿気またはガス障壁特性を提供し得る。保護層および／または縁シールの縁は、湿気またはガス障壁特性を提供する熱またはＵＶ硬化性または熱活性化縁シール材料でシールされ得る。ある実施形態において、縁シールは、２つの保護基板によって挟まれる。
【００７６】
いくつかの実施形態において、縁シール（５１）は、実際に、スタック全体を包み、それによって、シールされたアセンブリを作成するであろう。示されないが、１つ以上の電気接続は、縁シール（５１）を横断して、電気接続を第１の電極（１２）および第２の電極（１４）に提供する必要があり得ることを理解されたい。そのような接続は、可撓性リボンコネクタによって提供され得る。
【００７７】
シール層（２８）の詳細を示すことに加え、図６は、光コリメート層（１０）がガラスまたは別の透明な耐久性のある材料等の基板（５３）上に積層され得る方法も図示する。図６に示されないが、光コリメート層（１０）は、基板を用いて、上部および底部の両方上で保護され得ることに留意されたい。２つの基板は、異なることも、同じであることもあり、例えば、第１の基板は、ガラスであり得、第２の基板は、ポリエチレンであり得る。縁シール（５１）は、上部および底部の両方の基板および基板間の光コリメート層（１０）の周囲に延び得る。典型的に、Ｄｅｌｏ  Ａｄｈｅｓｉｖｅから利用可能なもの等の光学接着剤（５２）が、光コリメート層（１０）を基板（５３）に接合するために使用される。代替として、光コリメート層（１０）は、光学接着剤（５２）と剥離シート（５４）との組み合わせでコーティングされ得、それによって、光コリメート層（１０）は、剥離シート（５４）とともに巻かれ、組立設備に輸送されることができ、組立設備で、定型サイズに切断されるであろう。展開されることに先立って、剥離シート（５４）は、図７に図示されるように、除去されることができ、光コリメート層（１０）は、直接、基板（５３）に取り付けられることができる。基板は、会議室の窓、自動車のガラス、またはＬＣＤスタック内の拡散器等、光コリメーションが所望される任意の透明な表面であり得る。
【００７８】
（光コリメート層の製作）
光コリメートフィルムは、図８に図示され、第ＵＳ９，０８１，２５０号に詳細に説明されるように、ロールツーロールプロセスを使用して生産されることができる。図８に示されるように、プロセスは、いくつかのステップを伴う。第１のステップにおいて、エンボス加工組成物、例えば、熱可塑性物質、熱硬化性物質、またはその前駆体の層（６０）が、随意に、溶媒とともに、インジウムスズ酸化物（ＰＥＴ−ＩＴＯ）の層を含むテレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）のフィルム等の伝導性透明フィルム（６１）上に堆積させられる。（溶媒は、存在する場合、容易に蒸発する。）プライマ層（すなわち、電極保護層）が、エンボス加工組成物の層と、ＰＥＴであり得る支持層との間の接着力を増加させるために使用され得る。加えて、接着力促進剤が、支持層への接着力を改良するためにプライマ層において使用され得る。第２のステップにおいて、層（６０）は、事前にパターン化されたエンボス加工ツール（６２）によって、層材料のガラス遷移温度より高い温度でエンボス加工され、その製作は、下で説明される。（プライマおよび／または接着力促進剤は、エンボス加工ツール（６２）への接着力を減少させるように調節され得る。）第３のステップにおいて、パターン化された層（６０）が、好ましくは、例えば、冷却することによって硬化させられる間またはその後、エンボス加工ツール（６２）から剥離される。（上で説明されるような）細長いチャンバの特徴的なパターンが、ここで確立される。ステップ４において、細長いチャンバ（６３）が、上で説明される、双安定電気泳動流体（６４）で充填される。いくつかの実施形態において、双安定電気泳動流体は、電気泳動流体（６４）と不親和性であり、電気泳動流体（６４）中の溶媒および顔料粒子より低い比重を有するシール組成物を含むであろう。そのような実施形態において、シール組成物は、細長いチャンバ（６３）の上部まで上昇し、それによって、後続ステップにおいて硬化させられることができる。代替として（図８に示されない）、シール組成物は、細長いチャンバ（６３）が電気泳動流体（６４）で充填された後、オーバーコーティングされ得る。次のステップにおいて、電気泳動流体（６４）で充填された細長いチャンバ（６３）が、例えば、ＵＶ放射（６５）を用いて、または熱または湿気によって、シール組成物を硬化させることによって、シールされる。第６のステップにおいて、シールされた細長いチャンバが、感圧式接着剤、高温溶融接着剤、熱、湿気、または放射硬化性接着剤であり得る光学的に透明な接着剤層（６７）で事前にコーティングされ得る第２の透明伝導性フィルム（６６）に積層される。［光学的に透明な接着剤のための好ましい材料は、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、酢酸酪酸セルロ−ス、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−ビニル酢酸コポリマー、エポキシド、多官能アクリレート、ビニル、ビニルエーテル、およびそのオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーを含む。］最終ステップにおいて、切り替え可能な光コリメートフィルムの仕上げられたシートが、例えば、ナイフ刃（６９）を用いて、またはレーザカッタを用いて、切断され得る。いくつかの実施形態において、フィルムが、裁断シートまたはロールで出荷され、例えば、ディスプレイ、窓、または他のデバイス／基板の中への組み込みのために使用されるべきとき、定型サイズに切断され得るように、別の光学的に透明な接着剤および剥離シートを積層することを含む第８のステップが、仕上げられた切り替え可能な光コリメートフィルムにおいて実施され得る。
【００７９】
エンボス加工ツール（６２）は、エッチングまたは電気めっきのいずれかがその後に続くフォトレジストプロセスによって、調製され得る。それは、次いで、フォトレジストの層でコーティングされ、ＵＶにさらされる。マスクが、ＵＶとフォトレジストの層との間に設置される。いくつかの実施形態において、非露出または露出エリアが、次いで、それらを適切な有機溶媒または水性溶液で洗浄することによって、除去される。残りのフォトレジストは、乾燥させられ、再び、薄いシード金属の層でスパッタリングされる。マスタが、次いで、電気鋳造のために準備ができる。電気鋳造のために使用される典型的材料は、ニッケルコバルトである。代替として、マスタは、スルファミン酸ニッケル電気鋳造または無電解ニッケル堆積によって、ニッケルから作製されることができる。エンボス加工ツールの床は、典型的に、５０および５０００ミクロン厚である。マスタは、「Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｍｃｒｏ−ｏｐｔｉｃｓ」（ＳＰＩＥ  Ｐｒｏｃ．  Ｖｏｌ．３０９９，ｐｐ７６−８２（１９９７年））に説明されるように、電子ビーム書き込み、乾燥エッチング、化学エッチング、レーザ書き込み、またはレーザ干渉を含む他のマイクロエンジニアリング技法を使用して作製されることもできる。代替として、エンボス加工ツールは、プラスチック、セラミック、または金属を使用して、光機械加工によって作製されることができる。エンボス加工ツール生産のためのいくつかの方法が、下でより詳細に説明される。
【００８０】
図９Ａおよび９Ｂは、３次元マイクロ構造（円形部分）をその表面上に伴うエンボス加工ツール（１１１）を用いたエンボス加工プロセスを図示する。図９Ａおよび９Ｂに示されるように、エンボス加工ツール（１１１）が、少なくとも２０μｍ厚、例えば、少なくとも４０μｍ厚、例えば、少なくとも５０μｍ厚、例えば、少なくとも６０μｍ厚、例えば、少なくとも８０μｍ厚、例えば、少なくとも１００μｍ厚、例えば、少なくとも１５０μｍ、例えば、少なくとも２００μｍ厚、例えば、少なくとも２５０μｍ厚のエンボス加工組成物（１１２）に適用される。エンボス加工組成物が硬化させられた後（例えば、放射によって）、または高温エンボス加工可能材料が熱および圧力によってエンボス加工された後、エンボス加工された材料は、エンボス加工ツールから剥離され（図９Ｂ参照）、必要寸法の細長いチャンバを残し、例えば、細長いチャンバの高さは、コリメート層（エンボス加工組成物）の厚さ以下であり、細長いチャンバの幅は、９μｍ〜１５０μｍであり、チャンバの長さは、２００μｍ〜５ｍｍである。
【００８１】
従来のエンボス加工ツールを使用すると、硬化または高温エンボス加工された材料は、時として、硬化または高温エンボス加工された材料とエンボス加工ツールの表面との間の望ましくない強い接着力により、ツールから完全に剥離しない。この場合、一部の硬化または高温エンボス加工された材料が、エンボス加工ツールの表面に移され、またはその上に貼り付けられ、不均一表面をプロセスから形成される物体上に残し得る。
【００８２】
この問題は、対象が透明伝導性層またはポリマー層等の支持層上に形成される場合、さららにより顕著である。硬化または高温エンボス加工された材料と支持層との間の接着力が、硬化または高温エンボス加工された材料とエンボス加工ツールの表面との間の接着力より弱い場合、エンボス加工ツールからの硬化または高温エンボス加工された材料の剥離プロセスは、支持層からの物体の分離を生じさせ得る。
【００８３】
ある場合、対象は、層のスタック上に形成され得、この場合、隣接する層の任意の２つの間の接着力が、硬化または高温エンボス加工された材料とエンボス加工ツールの表面との間の接着力より弱い場合、エンボス加工ツールからの硬化または高温エンボス加工された材料の剥離プロセスは、２つの層間での破損を引き起こし得る。
【００８４】
上で説明される問題は、特に、硬化させられたエンボス加工組成物または高温エンボス加工された材料が、ある支持層に良好に接着していないとき、重要なことである。例えば、支持層が、ポリマー層である場合、ポリマー層と硬化または高温エンボス加工されたエンボス加工組成物との間の接着力は、それらのうちの一方が親水性であり、他方が疎水性である場合、弱い。したがって、エンボス加工組成物および支持層の両方が、疎水性であるか、または両方が、親水性であることのいずれかが好ましい。
【００８５】
エンボス加工層または支持層を形成するための好適な親水性組成物は、極性オリゴマーまたはポリマー材料を含み得る。米国特許第７，８８０，９５８号に説明されるように、そのような極性オリゴマーまたはポリマー材料は、ニトロ（−ＮＯ２）、ヒドロキシル（−ＯＨ）、カルボキシル（−ＣＯＯ）、アルコキシ（−ＯＲ（Ｒは、アルキル基である））、ハロ（例えば、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはイオド）、シアノ（−ＣＮ）、スルホン酸塩（−ＳＯ３）等の基のうちの少なくとも１つを有するオリゴマーまたはポリマーから成る群から選択され得る。極性ポリマー材料のガラス遷移温度は、好ましくは、約１００℃を下回り、より好ましくは、約６０℃を下回る。好適な極性オリゴマーまたはポリマー材料の具体的例は、限定ではないが、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシ官能化ポリエステルアクリレート（ＢＤＥ１０２５、Ｂｏｍａｒ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ  Ｃｏ（Ｗｉｎｓｔｅｄ，ＣＴ）等）またはアルコキシル化アクリレート、例えば、エトキシ化ノニルフェノールアクリレート（例えば、ＳＲ５０４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、ＳＲ９０３５、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、またはエトキシ化ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例えば、ＳＲ４９４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を含み得る。
【００８６】
エンボス加工ツール（１１１）は、組成物（１１２）をエンボス加工するために直接使用され得る。より典型的に、エンボス加工ツール（１１１）は、プレーンドラム上に搭載され、エンボス加工組成物（１１２）の上でのエンボス加工スリーブの回転を可能にする。エンボス加工ドラムまたはスリーブ（１２１）は、通常、金属（例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、鉄、チタン、コバルト等）、前述の金属のいずれかに由来する合金、またはステンレス鋼等の伝導性材料から形成される。異なる材料が、ドラムまたはスリーブを形成するために使用され得る。例えば、ドラムまたはスリーブの中心は、ステンレス鋼から形成され得、ニッケル層が、ステンレス鋼と、銅層であり得る最外層との間に挟まれる。
【００８７】
（方法Ａ）：エンボス加工ドラムまたはスリーブ（１２１）が、図１０に示されるように、伝導性コーティングまたは伝導性シード層をその外側表面上に伴う非伝導性材料から形成され得る。図１０のステップＢに示されるように、感光性材料（１２２）をドラムまたはスリーブ（２１）の外側表面上にコーティングする前、精密な研削および研磨が、ドラムまたはスリーブの外側表面の平滑性を確実にするために使用され得る。感光性材料（１２２）、例えば、フォトレジストが、次いで、ドラムまたはスリーブ（１２１）の外側表面上にコーティングされ得る。感光性材料は、ポジ型、ネガ型、またはデュアル型であり得る。感光性材料は、化学的に増幅されたフォトレジストでもあり得る。コーティングは、浸漬、噴霧、またはリングコーティングを使用して実施され得る。乾燥および／または焼成後、感光性材料は、図１０のステップＣに示されるように、例えば、感光性材料を光源にさらすことによって、暴露を受け得る。代替として、感光性材料（１２２）は、ドラムまたはスリーブ（１２１）の外側表面上に積層されたドライフィルムフォトレジストであることができる。ドライフィルムが、使用されるとき、それも、説明されるように、光源にさらされる。
【００８８】
図１０のステップＣにおいて、好適な光源（１２３）、例えば、ＩＲ、ＵＶ、電子ビーム、またはレーザが、ドラムまたはスリーブ（１２１）上に積層された感光性材料コーティングまたはドライフィルムフォトレジスト（１２２）を暴露するために使用される。光源は、連続またはパルス状光であることができる。光マスク（１２４）が、随意に、形成されるべき３次元マイクロ構造を画定するために使用される。マイクロ構造に応じて、暴露は、段階的に、連続して、またはそれらの組み合わせで行われることができる。暴露後、感光性材料（１２２）は、現像前、暴露後処置、例えば、焼成を受け得る。感光性材料の型に応じて、暴露または非暴露エリアのいずれかが、現像液を使用することによって除去されるであろう。現像後、パターン化された感光性材料（１２５）をその外側表面上に伴うドラムまたはスリーブ（図１０のステップＤに示されるように）は、堆積（例えば、電気めっき、無電解めっき、物理蒸着、化学蒸着、またはスパッタリング堆積）の前、焼成またはブランケット暴露を受け得る。パターン化された感光性材料の厚さは、好ましくは、形成されるべき３次元マイクロ構造の深度または高さを上回る。
【００８９】
金属または合金（例えば、ニッケル、コバルト、クロム、銅、亜鉛、または前述の金属のいずれかに由来する合金）が、ドラムまたはスリーブ上に電気めっきおよび／または無電解めっきされ得る。めっき材料（１２６）が、パターン化された感光性材料によって被覆されていないエリアにおいて、ドラムまたはスリーブの外側表面上に堆積させられる。堆積物厚は、好ましくは、図１０のステップＥに示されるように、感光性材料のそれ未満である。全体的ドラムまたはスリーブエリアの上の堆積物の厚さ変動は、めっき条件、例えば、アノードとカソード（すなわち、ドラムまたはスリーブ）との間の距離、電気めっきが使用される場合、ドラムまたはスリーブの回転速度および／またはめっき溶液の循環を調節することによって、１％未満に制御されることができる。
【００９０】
代替として、電気めっきを使用して、めっき材料（１２６）を堆積させる場合、ドラムまたはスリーブの表面全体の上の堆積物の厚さ変動は、米国特許第８，１１４，２６２号（その内容は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、非伝導性厚さ均一化装置をカソード（すなわち、ドラムまたはスリーブ）とアノードとの間に挿入することによって制御され得る。
【００９１】
めっき後、パターン化された感光性材料（１２５）は、剥離剤（例えば、有機溶媒または水溶液）によって剥がされることができる。精密研磨が、随意に、ドラムまたはスリーブ全体の上の堆積物（１２６）の容認可能厚さ変動および粗度を確実にするために採用され得る。図１０のステップＦは、その上に形成される３次元パターンマイクロ構造を伴うエンボス加工ドラムまたはスリーブの断面図を示す。
【００９２】
（方法Ｂ）：代替として、３次元マイクロ構造が、図１１に示されるように、平坦基板上に形成され得る。図１１のステップＡにおいて、感光性材料（１４２）が、基板層（１４１）（例えば、ガラス基板）上にコーティングされる。感光性材料（１４２）は、上で述べられるように、ポジ型、ネガ型、またはデュアル型であり得る。感光性材料（１４２）は、化学的に増幅されたフォトレジストでもあり得る。コーティングは、浸漬、噴霧、スロットダイ、またはスピンコーティングを使用して実施され得る。乾燥および／または焼成後、感光性材料は、光マスク（図示せず）を通して好適な光源（図示せず）への暴露を受ける。代替として、感光性材料（１４２）は、基板（１４１）上に積層されるドライフィルムフォトレジスト（通常、市販されている）であることができる。ドライフィルムも、上で説明されるように、光源にさらされる。
【００９３】
図１１のステップＢにおいて、暴露後、感光性材料の型に応じて、感光性材料の暴露または非暴露エリアのいずれかが、現像液を使用することによって除去されるであろう。現像後、残りの感光性材料（１４２）を伴う基板層（１４１）は、ステップＣの前、焼成またはブランケット暴露を受け得る。残りの感光性材料の厚さは、形成されるべき３次元マイクロ構造の深度または高さと同一であるべきである。ステップＣにおいて、導電性シード層（１４３）が、感光性材料によって占有されない面積内において、残りの感光性材料（１４２）および基板（１４１）の上にコーティングされる。導電性シード層は、通常、銀から形成される。しかしながら、金またはニッケル等の他の伝導性材料も、使用され得る。
【００９４】
ステップＤにおいて、金属または合金（１４４）（例えば、ニッケル、コバルト、クロム、銅、亜鉛、または前述の金属のいずれかに由来する合金）が、導電性シード層によって被覆された表面上に電気めっきおよび／または無電解めっきされ、めっきプロセスが、パターン化された感光性材料の上に十分なめっきされた材料厚（ｈ）が存在するまで実施される。図１１のステップＤにおける厚さ（ｈ）は、好ましくは、２５〜５，０００ミクロン、より好ましくは、２５〜１，０００ミクロンである。
【００９５】
めっき後、めっきされた材料（１４４）は、剥離される基板層（１４１）から分離される。感光性材料（１４２）は、導電性シード層（１４３）とともに、除去される。感光性材料は、剥離剤（例えば、有機溶媒または水溶液）によって除去され得る。導電性シード層（１４３）は、酸性溶液（例えば、硫黄／硝酸混合物）または市販の化学剥離剤によって除去され、片側上に３次元構造を有し、他側が平坦である金属シート（１４４）のみを残し得る。精密研磨が、金属シート（１４４）に適用され得、その後、平坦シムが、エンボス加工のために直接使用され得るか、または、３次元マイクロ構造を外側表面上に伴うドラム上に搭載され（すなわち、その上に巻かれ）、エンボス加工ツールを形成し得る。貴金属またはその合金が、上で説明されるように、最後、エンボス加工ツールの表面全体にわたってコーティングされる。上で述べられるように、金またはその合金は、その反応性の欠如に起因して、他の貴金属および合金より好ましい。
【００９６】
（方法Ｃ）：さらなる代替方法が、図１２に実証される。この方法は、図１１のそれに類似するが、簡略化されている。銀等の導電性シード層の代わりに、貴金属またはその合金の層（１５３）が、単に、感光性材料（１５２）の上にコーティングされる。上で述べられるように、金またはその合金が、好ましい。その結果、ステップＥにおいて、めっきされた材料（１５４）が、基板（１５１）から分離された後、感光性材料（１５２）のみが、除去され、金または合金コーティング（１５３）は、金属シート（１５４）とともに残る（金属シートは、３次元構造を片側上に伴い、他側が平坦である）。
【００９７】
コリメート層を形成するための組成物中の成分の例は、限定ではないが、限定ではないが、アクリレート、メタクリレート、アリール、ビニルベンゼン、ビニルエーテル、多官能エポキシド、およびそのオリゴマーまたはポリマー等を含む、多官能ビニル等の、熱可塑性または熱硬化性材料またはその前駆体を含み得る。多官能アクリレートおよびそのオリゴマーが、多くの場合、使用される。多官能エポキシドと多官能アクリレートの組み合わせも、コリメート層の望ましい物理機械的特性を達成するために有用である。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等の可撓性を授ける低Ｔｇ（ガラス遷移温度）結合剤または架橋結合可能オリゴマーも、エンボス加工されたプライバシー層の撓曲抵抗を改良するために添加され得る。
【００９８】
コリメート層のための組成物のさらなる例は、極性オリゴマーまたはポリマー材料を含み得る。そのような極性オリゴマーまたはポリマー材料は、ニトロ（−ＮＯ２）、ヒドロキシル（−ＯＨ）、カルボキシル（−ＣＯＯ）、アルコキシ（−ＯＲ（Ｒは、アルキル基である））、ハロ（例えば、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはイオド）、シアノ（−ＣＮ）、スルホン酸塩（−ＳＯ３）等の基のうちの少なくとも１つを有するオリゴマーまたはポリマーから成る群から選択され得る。極性ポリマー材料のガラス遷移温度は、好ましくは、約１００℃を下回り、より好ましくは、約６０℃を下回る。好適な極性オリゴマーまたはポリマー材料の具体的例は、限定ではないが、ポリヒドロキシ官能化ポリエステルアクリレート（ＢＤＥ１０２５、Ｂｏｍａｒ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ  Ｃｏ（Ｗｉｎｓｔｅｄ，Ｃｏｎｎ．）等）またはアルコキシル化アクリレート、例えば、エトキシ化ノニルフェノールアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣｏｍｐａｎｙからのＳＲ５０４）、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣｏｍｐａｎｙからのＳＲ９０３５）、またはエトキシ化ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣｏｍｐａｎｙからのＳＲ４９４）を含み得る。
【００９９】
代替として、コリメート層組成物は、（ａ）少なくとも１つの二官能ＵＶ硬化性成分と、（ｂ）少なくとも１つの光開始剤と、（ｃ）少なくとも１つの金型剥離剤とを含み得る。好適な二官能成分は、約２００より高い分子量を有し得る。二官能アクリレートが、好ましく、ウレタンまたはエトキシ化バックボーンを有する二官能アクリレートが、特に、好ましい。より具体的に、好適な二官能成分は、限定ではないが、ジエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２３０）、トリエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２７２）、テトラエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２６８）、ポリエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２９５、ＳＲ３４４、またはＳＲ６１０）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ６０３、ＳＲ６４４、ＳＲ２５２、またはＳＲ７４０）、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＤ９０３８、ＳＲ３４９、ＳＲ６０１、またはＳＲ６０２）、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＤ５４０、ＣＤ５４２、ＳＲ１０１、ＳＲ１５０、ＳＲ３４８、ＳＲ４８０、またはＳＲ５４１）、およびウレタンジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＮ９５９、ＣＮ９６１、ＣＮ９６４、ＣＮ９６５、ＣＮ９８０、またはＣＮ９８１；ＣｙｔｅｃからのＥｂｅｃｒｙｌ  ２３０、Ｅｂｅｃｒｙ  ｌ２７０、Ｅｂｅｃｒｙ  ｌ８４０２、Ｅｂｅｃｒｙ  ｌ８８０４、Ｅｂｅｃｒｙ  ｌ８８０７、またはＥｂｅｃｒｙ  ｌ８８０８）を含み得る。好適な光開始剤は、限定ではないが、ビス−アシル−ホスフィンオキシド、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル）−１−ブタノン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２−イソプロピル−９Ｈ−キサンタン−９−オン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィドおよび１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オンまたは２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オンを含み得る。好適な金型剥離剤は、限定ではないが、オルガノ修飾シリコーンコポリマー、例えば、シリコーンアクリレート（例えば、ＣｙｔｅｃからのＥｂｅｒｃｒｙｌ  １３６０またはＥｂｅｒｃｙｌ  ３５０）、シリコーンポリエーテル（例えば、ＭｏｒｍｅｎｔｉｖｅからのＳｉｌｗｅｔ  ７２００、Ｓｉｌｗｅｔ  ７２１０、Ｓｉｌｗｅｔ  ７２２０、Ｓｉｌｗｅｔ  ７２３０、Ｓｉｌｗｅｔ  ７５００、Ｓｉｌｗｅｔ  ７６００、またはＳｉｌｗｅｔ  ７６０７）を含み得る。組成物はさらに、随意に、以下の成分、すなわち、共開始剤、単官能ＵＶ硬化性成分、多官能ＵＶ硬化性成分、または安定剤のうちの１つ以上のものを含み得る。
【０１００】
上で説明される製作方法（上記の図）から生じる光コリメート層の２つの幾何学形状が、図１３および１４に示される。これらの幾何学形状は、それらが、１つの方向（Ｌ）において、別の方向（Ｗ）より長いという点で、細長いチャンバ（２２）の縦横比の一般的傾向を示す。すなわち、細長いチャンバの長さ（Ｌ）は、典型的に、細長いチャンバの幅（Ｗ）の少なくとも２倍、例えば、細長いチャンバの幅の少なくとも３倍、例えば、細長いチャンバの幅の少なくとも４倍、例えば、細長いチャンバの幅の少なくとも５倍、例えば、細長いチャンバの幅の少なくとも１０倍である。［上で議論されるように、細長いチャンバの高さ（Ｈ）（図１３および１４におけるページの平面から外に向かう）は、コリメート層の厚さ以下である。］典型的に、各細長いチャンバの幅は、９μｍ〜１５０μｍである。典型的に、各細長いチャンバの長さは、２００μｍ〜５ｍｍである。
【０１０１】
行間の間隔（Ａ）（「ピッチ」として知られる）は、電気泳動顔料（２６）が、前述のように、細長いチャンバ（２２）内に完全に分散させられるときの視認角度が低減させられる量を決定することにおいて主要な役割を果たす。細長いチャンバ（２２）の高さが一定のままである場合、視認角度は、間隔「Ａ」の減少に伴って狭くなる。しかしながら、「Ａ」の減少は、光が横断するために、顔料粒子を伴うより多くの双安定電気泳動流体（２４）が存在し、光コリメートフィルムの全体的光透過を減少させることを意味する。同様に、同一行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙幅「Ｇ」も、光源と視認者との間の散乱粒子の量により、光コリメート層の全体的透過に影響を及ぼす。したがって、図１３の全体的透過は、図１４の全体的透過を下回る。しかしながら、図１３において、入射光が細長いチャンバを越えて進行するためのより少ない軸外経路が存在するので、非コリメート光のより少ない「漏出」が存在する。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、細長いチャンバが、例えば、上で説明されるように、圧延エンボス加工ツールを用いて作成されるとき、細長いチャンバは、行および列内に形成される（上方から視認されると）。漏出を最小化する試みとして、図１３および図１４の両方において、第１の行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙は、第２の行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙から水平にオフセットされる。一般に、同一行内の隣接した細長いチャンバ間の間隙幅「Ｇ」は、３０μｍ未満、例えば、２５μｍ未満、例えば、２０μｍ未満、例えば、１５μｍ未満、例えば、１０μｍ未満である。連続した行における隣接した細長いチャンバ間の間隙は、少なくとも１μｍ、例えば、少なくとも２μｍ、例えば、少なくとも３μｍ、例えば、少なくとも５μｍオフセットされ得る。いくつかの実施形態において、第１の行の間隙全体が、図１４に示されるように、第２の行の細長いチャンバによってまたがれる。大部分の実施形態において、Ｌ＞Ｇである。多くの実施形態において、Ｌ＞＞Ｇである。大部分の実施形態において、Ａ＞Ｗである。多くの実施形態において、Ａ＞＞Ｗである。
【０１０３】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）、Ｅ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅ  Ｉｎｋ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＬＬＣ、および関連企業に譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願は、カプセル化されたマイクロセル電気泳動および他の電気光学媒体に使用される種々の技術を説明している。カプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを含み、それらの各々は、それ自体、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含む内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的に、カプセルは、それら自体、ポリマー接着剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられる密着した層を形成する。マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいて、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、キャリア媒体、典型的に、高分子フィルム内に形成される複数の空洞内に保持される。
【０１０４】
これらの特許および出願に説明される技術としては、以下が挙げられる。（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号および米国特許出願第公開第２０１６／０１７０１０６号参照）、（ｂ）カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号および米国特許出願第公開第２０１１／０２８６０８１号参照）、（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第６，６７２，９２１号、第６，７５１，００７号、第６，７５３，０６７号、第６，７８１，７４５号、第６，７８８，４５２号、第６，７９５，２２９号、第６，８０６，９９５号、第６，８２９，０７８号、第６，８３３，１７７号、第６，８５０，３５５号、第６，８６５，０１２号、第６，８７０，６６２号、第６，８８５，４９５号、第６，９０６，７７９号、第６，９３０，８１８号、第６，９３３，０９８号、第６，９４７，２０２号、第６，９８７，６０５号、第７，０４６，２２８号、第７，０７２，０９５号、第７，０７９，３０３号、第７，１４１，２７９号、第７，１５６，９４５号、第７，２０５，３５５号、第７，２３３，４２９号、第７，２６１，９２０号、第７，２７１，９４７号、第７，３０４，７８０号、第７，３０７，７７８号、第７，３２７，３４６号、第７，３４７，９５７号、第７，４７０，３８６号、第７，５０４，０５０号、第７，５８０，１８０号、第７，７１５，０８７号、第７，７６７，１２６号、第７，８８０，９５８号、第８，００２，９４８号、第８，１５４，７９０号、第８，１６９，６９０号、第８，４４１，４３２号、第８，５８２，１９７号、第８，８９１，１５６号、第９，２７９，９０６号、第９，２９１，８７２号、および９，３８８，３０７号、および米国特許出願公開第２００３／０１７５４８０号、第２００３／０１７５４８１号、第２００３／０１７９４３７号、第２００３／０２０３１０１号、第２０１３／０３２１７４４号、第２０１４／００５０８１４号、第２０１５／００８５３４５号、第２０１６／００５９４４２号、第２０１６／０００４１３６号、および第２０１６／００５９６１７号参照）、（ｄ）マイクロセルを充填およびシールする方法（例えば、米国特許第６，５４５，７９７号、第６，７５１，００８号、第６，７８８，４４９号、第６，８３１，７７０号、第６，８３３，９４３号、第６，８５９，３０２号、第６，８６７，８９８号、第６，９１４，７１４号、第６，９７２，８９３号、第７，００５，４６８号、第７，０４６，２２８号、第７，０５２，５７１号、第７，１４４，９４２号、第７，１６６，１８２号、第７，３７４，６３４号、第７，３８５，７５１号、第７，４０８，６９６号、第７，５２２，３３２号、第７，５５７，９８１号、第７，５６０，００４号、第７，５６４，６１４号、第７，５７２，４９１号、第７，６１６，３７４号、第７，６８４，１０８号、第７，７１５，０８７号、第７，７１５，０８８号、第８，１７９，５８９号、第８，３６１，３５６号、第８，５２０，２９２号、第８，６２５，１８８号、第８，８３０，５６１号、第９，０８１，２５０号、および第９，３４６，９８７号、および米国特許出願公開第２００２／０１８８０５３号、第２００４／０１２００２４号、第２００４／０２１９３０６号、第２００６／０１３２８９７号、第２００６／０１６４７１５号、第２００６／０２３８４８９号、第２００７／００３５４９７号、第２００７／００３６９１９号、第２００７／０２４３３３２号、第２０１５／００９８１２４号、および第２０１６／０１０９７８０号参照）、（ｅ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，８２５，８２９号、第６，９８２，１７８号、第７，１１２，１１４号、第７，１５８，２８２号、第７，２３６，２９２号、第７，４４３，５７１号、第７，５１３，８１３号、第７，５６１，３２４号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６６６号、第７，７２８，８１１号、第７，７２９，０３９号、第７，７９１，７８２号、第７，８３９，５６４号、第７，８４３，６２１号、第７，８４３，６２４号、第８，０３４，２０９号、第８，０６８，２７２号、第８，０７７，３８１号、第８，１７７，９４２号、第８，３９０，３０１号、第８，４８２，８３５号、第８，７８６，９２９号、第８，８３０，５５３号、第８，８５４，７２１号、第９，０７５，２８０号、および第９，２３８，３４０号、および米国特許出願公開第２００７／０２３７９６２号、第２００９／０１０９５１９号、第２００９／０１６８０６７号、第２０１１／０１６４３０１号、第２０１４／０１１５８８４号、および第２０１４／０３４０７３８号参照）、（ｆ）バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、およびディスプレイにおいて使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号、第７，５３５，６２４号、および第９，３１０，６６１号、および米国特許出願公開第２０１６／０１０３３８０号および第２０１６／０１８７７５９号参照）、（ｇ）ディスプレイを駆動する方法（例えば、米国特許第５，９３０，０２６号、第６，４４５，４８９号、第６，５０４，５２４号、第６，５１２，３５４号、第６，５３１，９９７号、第６，７５３，９９９号、第６，８２５，９７０号、第６，９００，８５１号、第６，９９５，５５０号、第７，０１２，６００号、第７，０２３，４２０号、第７，０３４，７８３号、第７，０６１，１６６号、第７，０６１，６６２号、第７，１１６，４６６号、第７，１１９，７７２号、第７，１７７，０６６号、第７，１９３，６２５号、第７，２０２，８４７号、第７，２４２，５１４号、第７，２５９，７４４号、第７，３０４，７８７号、第７，３１２，７９４号、第７，３２７，５１１号、第７，４０８，６９９号、第７，４５３，４４５号、第７，４９２，３３９号、第７，５２８，８２２号、第７，５４５，３５８号、第７，５８３，２５１号、第７，６０２，３７４号、第７，６１２，７６０号、第７，６７９，５９９号、第７，６７９，８１３号、第７，６８３，６０６号、第７，６８８，２９７号、第７，７２９，０３９号、第７，７３３，３１１号、第７，７３３，３３５号、第７，７８７，１６９号、第７，８５９，７４２号、第７，９５２，５５７号、第７，９５６，８４１号、第７，９８２，４７９号、第７，９９９，７８７号、第８，０７７，１４１号、第８，１２５，５０１号、第８，１３９，０５０号、第８，１７４，４９０号、第８，２４３，０１３号、第８，２７４，４７２号、第８，２８９，２５０号、第８，３００，００６号、第８，３０５，３４１号、第８，３１４，７８４号、第８，３７３，６４９号、第８，３８４，６５８号、第８，４５６，４１４号、第８，４６２，１０２号、第８，５１４，１６８号、第８，５３７，１０５号、第８，５５８，７８３号、第８，５５８，７８５号、第８，５５８，７８６号、第８，５５８，８５５号、第８，５７６，１６４号、第８，５７６，２５９号、第８，５９３，３９６号、第８，６０５，０３２号、第８，６４３，５９５号、第８，６６５，２０６号、第８，６８１，１９１号、第８，７３０，１５３号、第８，８１０，５２５号、第８，９２８，５６２号、第８，９２８，６４１号、第８，９７６，４４４号、第９，０１３，３９４号、第９，０１９，１９７号、第９，０１９，１９８号、第９，０１９，３１８号、第９，０８２，３５２号、第９，１７１，５０８号、第９，２１８，７７３号、第９，２２４，３３８号、第９，２２４，３４２号、第９，２２４，３４４号、第９，２３０，４９２号、第９，２５１，７３６号、第９，２６２，９７３号、第９，２６９，３１１号、第９，２９９，２９４号、第９，３７３，２８９号、第９，３９０，０６６号、第９，３９０，６６１号、および第９，４１２，３１４号、および米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８号、第２００４／０２４６５６２号、第２００５／０２５３７７７号、第２００７／００９１４１８号、第２００７／０１０３４２７号、第２００７／０１７６９１２号、第２００８／００２４４２９号、第２００８／００２４４８２号、第２００８／０１３６７７４号、第２００８／０２９１１２９号、第２００８／０３０３７８０号、第２００９／０１７４６５１号、第２００９／０１９５５６８号、第２００９／０３２２７２１号、第２０１０／０１９４７３３号、第２０１０／０１９４７８９号、第２０１０／０２２０１２１号、第２０１０／０２６５５６１号、第２０１０／０２８３８０４号、第２０１１／００６３３１４号、第２０１１／０１７５８７５号、第２０１１／０１９３８４０号、第２０１１／０１９３８４１号、第２０１１／０１９９６７１号、第２０１１／０２２１７４０号、第２０１２／０００１９５７号、第２０１２／００９８７４０号、第２０１３／００６３３３３号、第２０１３／０１９４２５０号、第２０１３／０２４９７８２号、第２０１３／０３２１２７８号、第２０１４／０００９８１７号、第２０１４／００８５３５５号、第２０１４／０２０４０１２号、第２０１４／０２１８２７７号、第２０１４／０２４０２１０号、第２０１４／０２４０３７３号、第２０１４／０２５３４２５号、第２０１４／０２９２８３０号、第２０１４／０２９３３９８号、第２０１４／０３３３６８５号、第２０１４／０３４０７３４号、第２０１５／００７０７４４号、第２０１５／００９７８７７号、第２０１５／０１０９２８３号、第２０１５／０２１３７４９号、第２０１５／０２１３７６５号、第２０１５／０２２１２５７号、第２０１５／０２６２２５５号、第２０１５／０２６２５５１号、第２０１６／００７１４６５号、第２０１６／００７８８２０号、第２０１６／００９３２５３号、第２０１６／０１４０９１０号、および第２０１６／０１８０７７７号参照）。
【０１０５】
３層電気光学ディスプレイの製造は、通常、少なくとも１つの積層動作を伴う。例えば、前述のＭＩＴおよびＥ  ＩＮＫ特許および出願のうちのいくつかにおいて、カプセル化された電気泳動ディスプレイを製造するためのプロセスが、説明され、結合剤中にカプセルを備えているカプセル化された電気泳動媒体が、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を備えている可撓性基板上にコーティングされるか、または、類似伝導性コーティング（最終ディスプレイの１つの電極としての機能を果たす）が、プラスチックフィルム上にコーディングされ、カプセル／結合剤コーティングは、基板にしっかりと接着された電気泳動媒体のコヒーレント層を形成するように乾燥させられる。別個に、ピクセル電極を駆動回路構成に接続するためのピクセル電極のアレイおよび導体の適切な配列を含むバックプレーンが、調製される。最終ディスプレイを形成するために、カプセル／結合剤層をその上に有する基板が、積層接着剤を使用して、バックプレーンに積層される。一実施形態において、バックプレーン自体が、可撓性であり、ピクセル電極および導体をプラスチックフィルムまたは他の可撓性基板上に印刷することによって調製される。他の実施形態において、両電極が、可撓性であり、それによって、構築された電気泳動ディスプレイが可撓性であることを可能にする。このプロセスによるディスプレイの大量生産のための明白な積層技法は、積層接着剤を使用したロール積層である。類似製造技法も、他のタイプの電気光学ディスプレイと共に使用されることができる。例えば、マイクロセル電気泳動媒体が、カプセル化された電気泳動媒体と実質的に同一様式において、バックプレーンまたは可撓性電極に積層され得る。
【０１０６】
米国特許第６，９８２，１７８号は、大量生成に非常に適した固体電気光学ディスプレイ（カプセル化された電気泳動ディスプレイを含む）を組み立てる方法を説明している。本質的に、この特許は、光透過性導電性層、導電性層と電気接触する固体電気光学媒体の層、接着剤層、および剥離シートを順に備えているいわゆる「フロントプレーンラミネート」（「ＦＰＬ」）を説明している。典型的に、光透過性導電性層は、光透過性基板上に支持され、好ましくは、基板が永久的な変形を伴わずに、（例えば）直径１０インチ（２５４ｍｍ）のドラムの周囲に手で巻き付けられ得るという意味で柔軟性である。この出願および本明細書において、「光透過性」という用語は、そのように指定される層が、その層を通して見ている観察者が、電気光学媒体のディスプレイ状態の変化を観察することを可能にするために十分な光を透過させ、通常、導電性層および隣接する基板（存在する場合）を通して見られることを意味するように使用され、電気光学媒体ディスプレイが非可視波長における反射率において変化する場合、「光透過性」という用語は、当然ながら、関連する非可視波長の透過に関して解釈されるべきである。基板は、典型的に、ポリマーフィルムであり、通常、約１〜約２５ミル（２５〜６３４μｍ）、好ましくは、約２〜約１０ミル（５１〜２５４μｍ）の範囲内の厚さを有するであろう。導電性層は、都合よく、例えば、アルミニウムまたはＩＴＯの薄金属または金属酸化物層であるか、または伝導性ポリマーであり得る。アルミニウムまたはＩＴＯでコーティングされたポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムは、例えば、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ  ＤＥ）からの「アルミ被覆Ｍｙｌａｒ」（「Ｍｙｌａｒ」は、登録商標である）として商業上利用可能であり、そのような商業上の材料は、フロントプレーンラミネートにおける良好な結果と共に使用され得る。
【０１０７】
そのようなフロントプレーンラミネートを使用した電気泳動ディスプレイの組立は、剥離シートをフロントプレーンラミネートから除去し、接着剤層をバックプレーンに接着させるために効果的な条件下で接着剤層をバックプレーンに接触させ、それによって、接着剤層、電気泳動媒体の層、および導電性層をバックプレーンに固定することによって達成され得る。このプロセスは、フロントプレーンラミネートが、典型的に、ロールからロールへのコーティング技術を使用して大量生成され、次に、特定のバックプレーンとの使用に必要とされる任意のサイズの片に切断され得るので、大量生成に非常に適している。
【０１０８】
用語「インパルス」は、本明細書において、時間に対する電圧の積分のその従来の意味において使用される。しかしながら、一部の双安定電気泳動媒体は、電荷変換器としての機能を果たし、そのような媒体において、インパルスの代替定義、すなわち、経時的電流の積分（印加される総電荷に等しい）が、使用され得る。インパルスの適切な定義は、媒体が電圧−時間インパルス変換器または電荷インパルス変換器としての機能を果たすかどうかに応じて、使用されるべきである。
【０１０９】
電気泳動ディスプレイを駆動することにおけるさらなる複雑性は、いわゆる「ＤＣ平衡」に関する必要性である。米国特許第６，５３１，９９７号および第６，５０４，５２４号は、ディスプレイを駆動するために使用される方法が、電気泳動媒体にわたりゼロまたはほぼゼロの正味時間平均印加電場をもたらさない場合、問題に遭遇し、ディスプレイの作業寿命が低減させられ得ることを議論している。電気泳動媒体にわたってゼロ正味時間平均印加電場をもたらす駆動方法は、便宜上、「直流平衡」または「ＤＣ平衡」と称される。
【０１１０】
すでに述べられたように、カプセル化された電気泳動媒体は、典型的に、ポリマー結合剤内に配置される電気泳動カプセルを備え、それは、別々のカプセルをコヒーレント層に形成する役割を果たす。ポリマー分散電気泳動媒体内の連続相およびマイクロセル媒体のセル壁は、類似機能を果たす。Ｅ  ＩＮＫ研究者によって、電気泳動媒体内の結合剤として使用される具体的材料が、媒体の電気光学性質に影響を及ぼし得ることが見出されている。中でも、結合剤の選択肢によって影響される電気泳動媒体の電気光学性質は、いわゆる「滞留時間依存性」である。米国特許第７，１１９，７７２号（特に、図３４および関連説明参照）に議論されるように、ある場合、双安定電気泳動ディスプレイの２つの具体的光学状態間の遷移のために必要なインパルスは、その初期光学状態におけるピクセルの滞留時間に伴って変動し、この現象は、「滞留時間依存性」または「ＤＴＤ」と称される。明らかに、ＤＴＤが、ディスプレイを駆動する困難度に影響を及ぼし、生産される画像の品質に影響を及ぼし得るので、ＤＴＤを可能な限り小さく保つことが望ましい。例えば、ＤＴＤは、均一灰色のエリアを形成すると仮定されるピクセルをグレーレベルにおいて相互に若干異ならせ得、ヒト眼は、そのような変動に非常に敏感である。結合剤の選択肢がＤＴＤに影響を及ぼすことが、公知であるが、任意の具体的電気泳動媒体のための適切な結合剤を選定することは、本質的に、ＤＴＤと結合剤の化学性質との間の関係が理解されておらず、これまで、試行錯誤に基づいている。
【０１１１】
米国特許出願第公開第２００５／０１０７５６４号は、（ａ）（ｉ）ａ，ａ，ａ，ａ−テトラメチルキシレンジイソシアネートを含む少なくとも１つのポリイソシアネート［組織名１．３−ビス（１−イソシアネート−１−メチルエチル）ベンゼン；この材料は、以降、「ＴＭＸＤＩ」と呼ばれ得る］、（ｉｉ）ポリプロピレングリコールを含む少なくとも１つの二官能ポリオール、および、（ｉｉｉ）酸官能基と、ヒドロキシ、第１級アミノ、第２級アミノ、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも２つのイソシアネート反応基とを含むイソシアネート反応化合物の反応生成物を含むイソシアネート終端プレポリマー、（ｂ）第３級アミノ基を含む中和剤、（ｃ）単官能鎖停止剤、（ｄ）有機ジアミンを含む鎖延長剤、および、（ｅ）水の反応生成物を含むポリウレタンポリマーを含む水性ポリウレタン分散剤を説明する。以降、「ＴＭＸＤＩ／ＰＰＯ」分散剤と呼ばれ得るこのポリウレタン分散剤は、電気泳動ディスプレイにおける積層接着剤として有用であることが見出されている。
【０１１２】
前述から、本発明は、切り替え可能な光コリメートフィルムと、切り替え可能な光コリメートフィルムを組み込むデバイスとを提供することができることが分かるであろう。特に、本発明は、双安定であり、追加のエネルギー入力を伴わずに広および狭視認条件を維持することが可能である光コリメートフィルムを提供する。
【０１１３】
多数の変更および修正が、本発明の範囲から逸脱することなく、上で説明される本発明の具体的実施形態に行われることができることが、当業者に明白であろう。故に、前述の説明の全体は、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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