(57)【要約】  本発明は、マイクロセルをシールするための改良された方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、シール層およびマイクロセル構造体の間の共有結合の形成に関する。本発明に従って形成されたマイクロセルベースのディスプレイデバイスは、デバイスの欠陥を防止し、デバイスの信頼性を有意に改良することができる、マイクロセル構造体中のシール層および隔壁の間の強い接着を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
a）ディスプレイ流体で充填されたマイクロセルを有するマイクロセル構造体；および
b）マイクロセルの各々内部にディスプレイ流体を密閉するシール層
を含むディスプレイデバイスであって、
シール層およびマイクロセル構造体の間に共有結合がある、ディスプレイデバイス。
【請求項２】
共有結合が、シール層を形成するための組成物からの官能基およびマイクロセル構造体を形成するための組成物からの官能基の間の架橋から形成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
マイクロセル構造体を形成するための組成物からの官能基が、マイクロセル構造体の硬化中に未反応である、請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
共有結合が、シール層を形成するための組成物からの官能基およびマイクロセル構造体を形成するための組成物にさらに添加された材料からの官能基の間の架橋から形成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項５】
官能基がヒドロキシル基、アミノ基またはカルボキシル基である、請求項4に記載のデバイス。
【請求項６】
共有結合が、シール層の官能基およびマイクロセル構造体の表面の後処理から生じたマイクロセル構造体の官能基の間にある、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
マイクロセル構造体からの官能基が、COOH、−NH2または−OHである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
シール層およびマイクロセル構造体の間の官能基対が、カルボン酸基／カルボン酸基、カルボン酸基／アミノ基、カルボン酸基／ヒドロキシル基またはカルボン酸基／エポキシ基である、請求項1に記載のデバイス。
【請求項９】
シール層およびマイクロセル構造体の間の官能基対が、ビニル基／ビニル基またはビニル基／メルカプト基である、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１０】
ディスプレイ流体が電気泳動流体である、請求項1に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
米国特許第6，930，818号および第6，933，098号には、カップ様マイクロセルを調製するための技術が記載される。簡単に述べれば、このマイクロセルは、マイクロエンボス加工もしくは画像露光によって調製することができる。マイクロエンボス加工の場合、マイクロセルは、雄型で電極／基板層上に形成される。雄型は、マイクロセル構造体が完全にまたは部分的に硬化される間、またはその後に離型することができる。
【０００２】
マイクロセルをディスプレイ流体で充填することができ、次いで、充填されたマイクロセルはシール層でシールされ、これは、ワンパス法またはツーパス法によって達成することができる。ワンパス法においては、シール組成物はディスプレイ流体に分散され、シール組成物はディスプレイ流体と非混和性であり、好ましくは、ディスプレイ流体の比重よりも低い比重を有する。2つの組成物、すなわち、シール組成物およびディスプレイ流体は徹底的に混合され、直ちに、形成されたマイクロセル上にコーティングされる。シール組成物は、引き続いて、ディスプレイ流体から分離され、ディスプレイ流体上を浮動する。ツーパス法においては、ディスプレイ流体は、まず、マイクロセルに充填され、シール組成物は、引き続いて、充填されたマイクロセル上にオーバーコーティングされる。
【０００３】
いずれの場合においても、シール層は、シール組成物をその場で（すなわち、ディスプレイ流体と接触したとき）硬化させることによって形成される。シール組成物の硬化は、UV、または可視光線、IRもしくは電子線などの他の形態の放射線によって達成することができる。別法では、熱または湿気硬化性シール組成物を用いる場合、熱または湿気を使用してシール組成物を硬化させることができる。
【０００４】
前記で言及した米国特許は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第6，930，818号明細書
【特許文献２】米国特許第6，933，098号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は：
a）ディスプレイ流体で充填されたマイクロセルを有するマイクロセル構造体；および
b）マイクロセルの各々内部にディスプレイ流体を密閉するシール層
を含むディスプレイデバイスであって、
シール層およびマイクロセル構造体の間に共有結合がある、ディスプレイデバイスに関する。
【０００７】
1つの実施態様において、共有結合は、各々、シール層を形成するための組成物からの官能基およびマイクロセル構造体を形成するための組成物からの官能基の間の架橋から形成される。
【０００８】
1つの実施態様において、マイクロセル構造体を形成するための組成物からの官能基は、マイクロセル構造体の硬化後は未反応である。
【０００９】
1つの実施態様において、マイクロセル構造体からの官能基は、マイクロセル構造体を形成するための組成物にさらに添加された材料からのものである。
【００１０】
1つの実施態様において、官能基はヒドロキシル基、アミノ基またはカルボキシル基である。
【００１１】
1つの実施態様において、マイクロセル構造体からの官能基は、マイクロセル構造体の表面の後処理からのものである。
【００１２】
1つの実施態様において、官能基は、COOH、−NH2または−OHである。
【００１３】
1つの実施態様において、シール層およびマイクロセル構造体の間の官能基対は、カルボン酸基／カルボン酸基、カルボン酸基／アミノ基、カルボン酸基／ヒドロキシル基またはカルボン酸基／エポキシ基である。
【００１４】
1つの実施態様において、シール層およびマイクロセル構造体の間の官能基対は、ビニル基／ビニル基またはビニル基／メルカプト基である。
【００１５】
1つの実施態様において、ディスプレイ流体は電気泳動流体である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図1は、マイクロセル構造体を示す。
【図２】図2aおよび2bは、本発明を説明するための簡略化図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、マイクロセルをシールするための改良された方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、シール層およびマイクロセル構造体の間での共有結合の形成に関する。
【００１８】
言及されるマイクロセル構造体は、存在する場合、図1に示されるように、マイクロセル（10）およびマイクロセルの底部（10a）を分離する隔壁（12）を含む。共有結合は、シール層（13）およびマイクロセル構造体の間の界面（例えば、11aおよび11b）に形成されてよい。
【００１９】
マイクロセルは、エンボス加工可能な組成物、例えば、UV硬化性エンボス加工可能組成物を用い、マイクロエンボス加工プロセスから形成することができる。UV硬化性エンボス加工可能組成物は、通常、官能基（例えば、ビニル基、メルカプト基など）を有する、単官能性アクリレート、単官能性メタクリレート、多官能性アクリレート、多官能性メタクリレートなどの成分を含む。硬化プロセス中、官能基のいくつかは未反応のままであり、次いで、未反応官能基は、適切なシール組成物が用いられると、架橋で利用可能である。
【００２０】
架橋で利用可能な官能基は、マイクロセル構造体を形成するための組成物にさらに添加された材料からのものであってもよく、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基などのこれら官能基はUV硬化プロセスで残存することができる。
【００２１】
別法では、官能基は、完全にまたは部分的に硬化されたマイクロキャップ構造体に添加されてよい。例えば、プラズマプロセスを適用して、マイクロセル構造体の表面を後処理してよく、このプロセスにおいて、−COOH、−NH2、−OHなどの官能基が、マイクロセル構造体の表面に生じ得る。
【００２２】
マイクロセル構造体中の未反応官能基を利用して、適切なシール組成物が選択された場合に、シール層とで強力な共有結合を形成することができる。
【００２３】
図2aおよび2bは、本発明を説明するための簡略化図面である。図2aは、マイクロセル構造体の表面が未反応−COOH官能基を有し、−COOH官能基を持つ成分およびポリカルボジイミドなどの架橋剤を含むシール組成物が用いられることを示す。この場合、加熱に際して、シール層およびマイクロセル構造体の表面の間に共有結合が形成される。多官能性エポキシドまたはアルデヒドなどの通常公知の架橋剤のいずれかを、ポリカルボジイミドの代わりに用いてよい。
【００２４】
図2bは、マイクロセル構造体の表面が未反応ビニル基を有し、ビニル官能基も含むシール組成物が用いられることを示す。この場合、加熱またはUV照射の助けを借りて、シール層およびマイクロセル構造体の表面の間に強力な共有結合が形成される。シール組成物およびマイクロセル構造体の間のラジカル重合において、光開始剤または熱開始剤を場合により添加して、共有結合の形成を促進することができる。
【００２５】
適切な熱開始剤としては、限定されるものではないが、2，2’−アゾビス（2-メチルプロピオニトリル）、過酸化ベンゾイル、過硫酸カリウムおよび4，4’−アゾビス（4−シアノ吉草酸）を挙げることができる。
【００２６】
適切な光開始剤としては、限定されるものではないが、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-チオキサンテン−9−オン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、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−オンおよび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−オンを挙げることができる。
【００２７】
マイクロセル表面と架橋することができる官能基を含むシール成分としては、限定されるものではないが、単官能性アクリレート、単官能性メタクリレート、多官能性アクリレート、多官能性メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、セルロース、ゼラチンなどを挙げることができる。
【００２８】
加熱プロセスを用いて共有結合を生じさせる場合、シール層およびマイクロセル構造体の間の好ましい官能基対としては、カルボン酸基／カルボン酸基、カルボン酸基／アミノ基、カルボン酸基／ヒドロキシル基およびカルボン酸基／エポキシ基を挙げることができる。
【００２９】
UV硬化プロセスを用いて共有結合を生じさせる場合、シール層およびマイクロセル構造体の間の好ましい官能基対としては、ビニル基／ビニル基およびビニル基／メルカプト基を挙げることができる。
【００３０】
記載されるようなシール層は、ワンパス法またはツーパス法によって形成することができる。ディスプレイ流体を充填し、マイクロセル内にシールする。
【００３１】
本発明の1つの実施態様において、マイクロセルに充填されたディスプレイ流体は、液晶組成物または電気泳動流体であってよい。
【００３２】
電気泳動流体は、典型的には、溶媒または溶媒混合物に分散された帯電顔料粒子を含む。2つの電極プレートの間に挟まれた流体は、1つ、2つまたはそれ以上のタイプの帯電顔料粒子を有することができる。溶媒または溶媒混合物に分散された2つ以上のタイプの帯電顔料粒子がある場合、帯電顔料粒子は相互に異なる光学的特徴を有することができる。
【００３３】
色に加えて、異なる光学的特徴としては、光学伝達、反射率、ルミネセンスまたは、機械的読み出しを意図したディスプレイの場合において、可視光線範囲外の電磁波長の反射率における変化の意味での疑似色を挙げることができる。
【００３４】
本発明によれば、マイクロセルベースの電極泳動ディスプレイデバイスは、このデバイスの欠陥を防止し、デバイスの信頼性を有意に改良することができる、マイクロセル構造体中のシール層および隔壁の間の強い接着を有する。
【実施例】
【００３５】
調製例1：架橋剤を含まないシール組成物の調製（比較）
15gのカルボン酸官能化ポリウレタン分散物（L-2857、Hauthaway社、米国）および60gの20重量％ポリビニルアルコール（Mowiol 40−88、クラレ社、日本）水溶液を1時間徹底的に撹拌し、約30分間、2000rpmで遠心分離によって脱泡した。
【００３６】
調製例2：架橋剤を含むシール組成物の調製
15gのカルボン酸官能化ポリウレタン分散物（L-2857、Hauthaway社、米国）、60gの20重量％ポリビニルアルコール（Mowiol 40−88、クラレ社、日本）水溶液および3.4gの50重量％ポリカルボジイミド（XL701、Picassian社、米国)水溶液を1時間徹底的に撹拌し、約30分間、2000rpmで遠心分離によって脱泡した。
【００３７】
実施例1：ディスプレイフィルムの調製
米国特許第6，930，818号に記載されるように、マイクロセル組成物を用いるマイクロエンボス加工プロセスによって、マイクロセル構造体をITO／PET基板上に形成した。マイクロエンボス加工後に、マイクロセル構造体を真空プラズマで表面処理して、カルボン酸基を生じさせ、次いで、電気泳動流体で充填し、続いて、各々、調製例1または2のシール組成物をコーティングし、100℃にて5分間乾燥して、ディスプレイフィルムを形成した。
【００３８】
実施例2：引張剥離試験
実施例1におけるディスプレイフィルムを、2.5cmの幅および10cmの長さを持つ短冊に切断した。180度の角度および50mm／分にて、イントロンによってシール層をディスプレイフィルムから剥離した。
【００３９】
調製例1のシール組成物から調製されたディスプレイフィルムでは、シール層およびマイクロセル構造体の間で明らかな分離が観察され、このことは、シール層およびマイクロセル表面の間の接着は、マイクロセル表面およびITO／PET基板の間の接着よりも弱かったことを示す。
【００４０】
調製例2のシール組成物から調製されたディスプレイフィルムでは、マイクロセルアレイおよびITO／PET基板の間で明らかな分離が観察され、このことは、シール層およびマイクロセル表面の間の接着は、マイクロセル表面およびITO／PET基板の間の接着よりも強かったことを示す。
【００４１】
本発明の特定の実施態様を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更をなすことができ、また、等価物を代用できることが当業者によって理解されよう。特定の状況、材料、組成物、方法、方法の1つまたはそれ以上の工程を、本発明の目的、精神および範囲に適合するように多くの修正をなし得る。そのような修正は全て添付の請求項の範囲内のものであることが意図される。
【００４２】
したがって、本発明は、先行技術が許容する限り、広くかつ必要であれば明細書を考慮して、添付の請求項の範囲によって定義されたい。
【図１】
2016535293.tif 000002
【図２】
2016535293.tif 000003
【国際調査報告】
2016535293.tif 000004
2016535293.tif 000005