特表2022-514540異方伝導性湿気障壁フィルムおよびそれを含有する電気光学アセンブリ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-14
(54)【発明の名称】異方伝導性湿気障壁フィルムおよびそれを含有する電気光学アセンブリ
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1676 20190101AFI20220204BHJP
G02F 1/16757 20190101ALI20220204BHJP
G02F 1/167 20190101ALI20220204BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20220204BHJP
C08K 5/00 20060101ALI20220204BHJP
C08K 3/02 20060101ALI20220204BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1676
G02F1/16757
G02F1/167
C08L101/00
C08K5/00
C08K3/02
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021534278
(86)(22)【出願日】2019-12-17
(85)【翻訳文提出日】2021-07-16
(86)【国際出願番号】 US2019066733
(87)【国際公開番号】W WO2020131799
(87)【国際公開日】2020-06-25
(31)【優先権主張番号】62/780,401
(32)【優先日】2018-12-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500080214
【氏名又は名称】イー インク コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(72)【発明者】
【氏名】ブル， ダーウィン スコット
【テーマコード（参考）】
2K101
4J002
【Ｆターム（参考）】
2K101AA04
2K101BA02
2K101BB43
2K101BC02
2K101BD61
2K101EB52
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2K101EG27
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2K101EG65
2K101EH21
2K101EH36
4J002BB002
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4J002DB007
4J002DE097
4J002DE296
4J002EA016
4J002EA036
(57)【要約】
本発明は、電気光学アセンブリ内に組み込まれ得る、異方伝導性フィルムに関する。より具体的には、一側面では、本発明は、電気光学デバイスまたはディスプレイの中に組み込まれ得る、改良された湿気障壁性質を有する、異方伝導性フィルムに関する。電気光学アセンブリは、電場の印加に応じて、光学状態を切り替えるように構成される、電気光学材料の層と、１つ以上の防湿ポリマーおよび伝導性材料を有する、異方伝導性層であって、防湿ポリマーは、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、異方伝導性層とを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気光学アセンブリであって、前記電気光学アセンブリは、電場の印加に応じて光学状態を切り替えるように構成される電気光学材料の層と、１つ以上の防湿ポリマーおよび伝導性材料を備える異方伝導性層であって、前記防湿ポリマーは、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、異方伝導性層とを備える、電気光学アセンブリ。
【請求項2】
前記防湿ポリマーは、１ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項3】
前記防湿ポリマーは、０．０１ｇ／（ｍ２＊ｄ）を上回るＷＶＴＲを有する、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項4】
前記異方伝導性層の平面と垂直な方向における伝導性は、少なくとも１０－８Ｓ／ｃｍであり、前記異方伝導性層の平面と平行な方向では、約１０－１０Ｓ／ｃｍ以下である、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項5】
前記異方伝導性層はさらに、ウレタン、アクリレート、メタクリレート、シリコーン、エポキシ、炭酸塩、アミド、イミン、ラクトン、脂肪族炭化水素、オレフィン、芳香族、およびそれらの組み合わせから導出される、１つ以上のポリマーを備える、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項6】
前記防湿ポリマーは、ポリイソブチレン、スチレン－イソブチレン－スチレンブロックコポリマー、ポリ（エチレン－ｃｏ－ノルボルネン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、塩化ポリビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項7】
前記防湿ポリマーは、前記異方伝導性層の１０～９９重量％を構成する、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項8】
前記電気光学材料は、カプセル化された電気泳動材料を備える、請求項１に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項9】
前記電気光学材料は、複数の荷電粒子を流体中に含有する複数のカプセルを備え、前記荷電粒子は、前記電気光学材料への前記電場の印加に応じて前記流体を通して移動することが可能である、請求項８に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項10】
前記電気光学材料は、複数の荷電粒子を流体中に含有する複数のシールされたマイクロセルを備え、前記荷電粒子は、前記電気光学材料への前記電場の印加に応じて前記流体を通して移動することが可能である、請求項８に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項11】
前記電気光学材料は、複数の液滴を連続相内に備え、前記液滴は、複数の荷電粒子を流体中に含有し、前記荷電粒子は、前記電気光学材料への前記電場の印加に応じて前記流体を通して移動することが可能である、請求項８に記載の電気光学アセンブリ。
【請求項12】
電気光学アセンブリを形成する方法であって、基板を提供することであって、前記基板は、前記基板の表面に適用される電極層を備える、ことと、
電気光学材料の層を前記基板に対する電極層の対向側上の前記電極層に適用することであって、前記電気光学材料は、電場の印加に応じて光学状態を切り替えるように構成される、ことと、
電気光学材料の層が、前記電極層と流体との間にあるように、前記電気光学材料の層を流体でコーティングすることであって、前記流体は、伝導性材料と、複数のモノマーおよびオリゴマーのうちの少なくとも１つと、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する１つ以上の防湿ポリマーとを含む、ことと、
電場または磁場を前記流体に印加し、前記伝導性材料を電気光学材料の層に対して法線の方向に整合させることと、
前記電場または磁場の印加の間、前記複数のモノマーまたはオリゴマーを硬化させることと
を含む、方法。
【請求項13】
前記防湿ポリマーは、１ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記防湿ポリマーは、０．０１ｇ／（ｍ２＊ｄ）を上回るＷＶＴＲを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記複数のモノマーは、ウレタン、アクリレート、メタクリレート、シリコーン、エポキシ、炭酸塩、アミド、イミン、ラクトン、脂肪族炭化水素、オレフィン、芳香族、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項16】
前記防湿ポリマーは、ポリイソブチレン、スチレン－イソブチレン－スチレンブロックコポリマー、ポリ（エチレン－ｃｏ－ノルボルネン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、塩化ポリビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項17】
前記防湿ポリマーは、前記流体の１０～９９重量％を構成する、請求項１２に記載の方法。
【請求項18】
前記電気光学材料は、カプセル化された電気泳動材料を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項19】
電気光学アセンブリを形成する方法であって、基板を提供することであって、前記基板は、前記基板の表面に適用される電極層を備える、ことと、
電気光学材料の層を前記基板に対する電極層の対向側上の前記電極層に適用することであって、前記電気光学材料は、電場の印加に応じて光学状態を切り替えるように構成される、ことと、
電気光学材料の層が、前記電極層と熱可塑性流体との間にあるように、電気光学材料の層を熱可塑性流体でコーティングすることであって、前記熱可塑性流体は、伝導性材料と、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する１つ以上の防湿ポリマーとを含有する、ことと、
電場または磁場を前記熱可塑性流体に印加し、前記伝導性材料を電気光学材料の層に対して法線の方向に整合させることと、
前記電場または磁場の印加の間、前記熱可塑性流体を冷却し、固体熱可塑性材料を形成することと
を含む、方法。
【請求項20】
前記防湿ポリマーは、１ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記防湿ポリマーは、０．０１ｇ／（ｍ２＊ｄ）を上回るＷＶＴＲを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項22】
前記防湿ポリマーは、ポリイソブチレン、スチレン－イソブチレン－スチレンブロックコポリマー、ポリ（エチレン－ｃｏ－ノルボルネン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、塩化ポリビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項23】
前記電気光学材料は、カプセル化された電気泳動材料の層を備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気光学アセンブリ内に組み込まれ得る、異方伝導性フィルムに関する。より具体的には、一側面では、本発明は、電気光学デバイスまたはディスプレイの中に組み込まれ得る、改良された湿気障壁性質を有する、異方伝導性フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
用語「電気光学」は、材料またはディスプレイに適用されるように、結像技術分野におけるその従来的な意味で使用され、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材料であって、材料への電場の印加によって、その第１からその第２の表示状態に変化される、材料を指すために、本明細書で使用される。光学特性は、典型的には、ヒトの眼に知覚可能な色であるが、光学透過率、反射率、ルミネッセンス、または機械読取のために意図されるディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射の変化の意味における擬似色等の別の光学特性であってもよい。
【0003】
異方伝導性接着剤が、長年、微小電子機器の組立において使用されている。第ＵＳ４，７２９，８０９号に例示されるように、典型的アプローチは、若干、伝導性のパーコレーション閾値を下回って、熱硬化性エポキシ樹脂に導電性粒子を装填するステップを伴う。本調合物は、次いで、半導体チップと対応する電気接点を伴う回路ボードとの間に適用される。熱および圧力下、伝導性粒子は、チップの接点とボードとの間に捕獲され、側方伝導性に起因する短絡を生じさせずに、接続を完成させる。
【0004】
パーコレーション閾値下アプローチに加え、電場または磁場のいずれかを用いて伝導性粒子を配向するための種々のアプローチが、異方伝導性フィルムおよび接着剤を形成するために使用されている。これらは、伝導性ファイバ（第ＵＳ４，１７０，６７７号）、酸化鉄等の磁気粒子（第ＵＳ７，８４３，６２６号）、および電場内に配向されるカーボンブラック（第ＵＳ９，４３７，３４７号）の使用を含む。
【0005】
異方伝導性フィルムを提供する別のアプローチは、正および負のコロナ源を利用して、それぞれ、黒色および白色電気泳動フィルムに書き込むまたはそこから消去する、直接書込システム内の伝導性フィルムを組み込む、米国特許出願第２０１７／００５２４２１号に開示される。これは、ディスプレイデバイス上に任意の駆動電子機器の必要なく、非接触様式においてアドレス指定され得る、ディスプレイを生産する。厚い異方伝導性層は、マイクロカプセルへの機械的損傷を防止するために、保護層として、マイクロカプセルを含有する、電気泳動材料にわたって提供される。異方性伝導性は、コロナからのイオンが、保護層を通して電気泳動材料の層に通過することを可能にするために要求される。本伝導性は、導電性磁気粒子をＵＶ硬化性樹脂調合物に添加することによって遂行される。粒子の装填は、導電性が、Ｘ－またはＹ－方向における任意の有意な側方伝導性を伴わずに、Ｚ－方向において達成されるように、強磁場への暴露が、粒子を保護層の平面に垂直配向に整合させるように選定される。いったん整合されると、マトリクス樹脂は、ＵＶ放射線で硬化され、保護層を固化することと、粒子配向に係止することの両方を行う。
【0006】
米国特許出願第２０１７／００５２４２１号に開示される異方伝導性層の主要不利点のうちの１つは、高周囲湿度における不良結像品質である。したがって、ディスプレイの画質を保存するために、改良された湿気障壁性質を伴う、異方伝導性フィルムの必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第４，７２９，８０９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
一側面によると、電気光学アセンブリは、電場の印加に応じて、光学状態を切り替えるように構成される、電気光学材料の層と、１つ以上の防湿ポリマーおよび伝導性材料を備える、異方伝導性層であって、防湿ポリマーは、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）未満のＷＶＴＲを有する、異方伝導性層とを備える。
【0009】
本発明の種々の実施形態のこれらおよび他の側面は、以下の説明に照らして明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図面は、限定ではなく、実施例にすぎないが、本概念による、実装を描写する。図中では、同様の参照番号は、同一または類似要素を指す。
【0011】
【0012】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
概して、本発明の種々の実施形態は、固有の湿気水蒸気障壁性質を有する、異方伝導性層およびそれを形成する方法を提供する。これは、層の製造の間に硬化または冷却される、異方伝導性層の連続相内に、防湿ポリマーを含むことによって遂行される。これは、付加的障壁形成ステップの必要性を排除し、改良された機械的完全性を伴う、障壁を提供し得る。加えて、本発明のある実施形態は、特殊放射線硬化機器の必要性を除外し、放射線硬化性モノマーの取扱の危険を排除し得る。
【0015】
好ましいアセンブリの概略は、図１および２に図示され、本発明の種々の実施形態によるアセンブリを作製するためのプロセスは、下記に提供される。アセンブリは、基板と、伝導性層と、電気光学層と、異方性伝導性層とを備える。アセンブリは、次いで、ディスプレイ等の電気光学デバイスの中に組み込まれてもよい。電気光学ディスプレイは、通常、電気光学材料の層と、電気光学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）とを備える。大部分のそのようなディスプレイでは、両層が、電極層であって、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、伸長行電極に、他方は、行電極に対して直角に延設される、伸長列電極にパターン化されてもよく、ピクセルは、行および列電極の交差によって、画定される。代替として、かつより一般的には、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、そのそれぞれが、ディスプレイの１ピクセルを画定する。ディスプレイと別個である、スタイラス、印刷ヘッド、または類似可動電極（前述の米国特許出願第２０１７／００５２４２１号に開示されるデバイス等）と併用するために意図される、別のタイプの電気光学ディスプレイでは、電気光学層に隣接する層のうちの１つのみが、電極を備え、電気光学層の対向側上の層は、典型的には、可動電極が電気光学層を損傷させることを防止するように意図される、保護層である。
【0016】
本発明の一実施形態による、アセンブリの実施形態が、ここで説明されるであろうが、例証のみとして、アセンブリを通した概略断面である、図１および２を参照する。図１に示されるアセンブリ（概して、１００として指定される）は、基板１１０と、電極層１２０と、電気光学層１３０と、異方伝導性層１８０とを備える。
【0017】
いくつかの実施形態では、基板１１０および電極層１２０は、アセンブリ１００が、その中に基板１１０がディスプレイの視認側として意図される、ディスプレイの中に組み込まれるべき場合、光透過性であってもよい。他の実施形態では、異方伝導性層１８０は、ディスプレイの視認表面としての役割を果たすように意図される場合、光透過性であってもよい。さらに別の実施形態では、全３つの層、すなわち、基板１１０、電極層１２０、および異方伝導性層１８０は、アセンブリ１００が両面ディスプレイの中に組み込まれるべき場合、光透過性であってもよい。用語「光透過性」は、本明細書では、明細書および請求項全体を通して、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、通常、導電性伝導性層および隣接する基板を通して視認されるであろう、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ることを意味するために使用される。電気光学媒体が、非可視波長における反射率の変化を示す場合、用語「光透過性」は、当然ながら、関連非可視波長の透過を指すと解釈されるべきである。
【0018】
基板１１０は、好ましくは、基板が、恒久的変形を伴わずに、（例えば）１０インチ（２５４ｍｍ）のドラム直径の周囲に手動で巻着され得るという意味において、可撓性である。基板は、典型的には、ポリマーフィルムであって、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。最終ディスプレイの視認表面を形成し得る、基板１１０の下側表面（図１における）は、１つ以上の付加的層（図示せず）、例えば、紫外線放射線を吸収するための保護層、最終ディスプレイの中への酸素または湿気の侵入を防止するための障壁層、およびディスプレイの光学性質を改良するための反射防止コーティングを有してもよい。基板１１０が、光透過性である必要がない場合、当業者に公知の任意の互換性がある可撓性材料が、使用されてもよい。
【0019】
基板１１０の上側表面上にコーティングされるものは、導電性電極層１２０であって、これは、最終ディスプレイデバイス内の共通電極としての役割を果たし得る。上記に記載されるように、電極層１２０は、例えば、アルミニウムまたはＩＴＯ等の金属または金属酸化物の薄い光透過性層の形態で提供されてもよい、または伝導性ポリマーを備えてもよい。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、「アルミ被覆Ｍｙｌａｒ」（「Ｍｙｌａｒ」は、登録商標である）として、Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ ＤＥ）から商業的に利用可能であって、そのような商業用材料は、本発明の種々の実施形態では、基板１１０および電極１２０層として、良好な結果を伴って使用され得る。
【0020】
電気光学材料の層１３０が、次いで、基板１１０に対して電極層１２０の対向表面にわたって適用されてもよい。固体電気光学材料等の種々のタイプの電気光学材料が、本発明の種々の実施形態に組み込まれてもよい。
【0021】
いくつかの電気光学材料は、材料が固体外部表面を有するという意味において固体であるが、材料は、多くの場合、内部液体または気体充填空間を有してもよい。固体電気光学材料を使用する、ディスプレイは、以降、便宜上、「固体電気光学ディスプレイ」と称され得る。したがって、用語「固体電気光学ディスプレイ」は、回転二色部材ディスプレイ、カプセル化された電気泳動ディスプレイ、マイクロセル電気泳動ディスプレイ、およびカプセル化された液晶ディスプレイを含む。
【0022】
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るディスプレイであって、第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方を呈するように、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、所与の要素が駆動されてから、アドレス指定パルスが終了した後に、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指定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、その状態が続くようなディスプレイを指すために、本明細書で使用される。米国特許第７，１７０，６７０号では、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だけではなく、また、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。本タイプのディスプレイは、適切には、双安定性ではなく、「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書では、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。
【0023】
回転二色部材タイプ材料を含有する、ディスプレイは、例えば、米国特許第５，８０８，７８３号、第５，７７７，７８２号、第５，７６０，７６１号、第６，０５４，０７１号、６，０５５，０９１号、第６，０９７，５３１号、第６，１２８，１２４号、第６，１３７，４６７号、および第６，１４７，７９１号に説明される（本タイプのディスプレイは、多くの場合、「回転二色ボール」ディスプレイと称されるが、前述の特許のうちのいくつかでは、回転部材が球状ではないため、用語「回転二色部材」の方がより正確なものとして好ましい）。そのようなディスプレイは、異なる光学特性を伴う２つ以上の区分と、内部双極子とを有する、多数の小さい本体（典型的には、球状または円筒形）を使用する。これらの本体は、マトリクス内に液体が充填された空胞の中に懸濁され、空胞は、本体が自由に回転するように、液体で充填されている。ディスプレイの外観は、そこに電場を印加し、したがって、本体を種々の位置に回転させ、視認表面を通して見られる本体の区分を変動させることによって、変更される。本タイプの電気光学媒体は、典型的には、双安定性である。
【0024】
別のタイプの電気光学ディスプレイは、エレクトロクロミック媒体、例えば、少なくとも部分的に半導体金属酸化物から形成される電極と、電極に付着して色の変化を反転可能な複数の染色分子とを含む、ナノクロミックフィルムの形態におけるエレクトロクロミック媒体を使用し得る。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ， Ｂ．， ｅｔ ａｌ， Ｎａｔｕｒｅ １９９１，３５３，７３７，およびＷｏｏｄ， Ｄ．， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ， １８（３）， ２４（２００２年３月）を参照されたい。また、Ｂａｃｈ， Ｕ．， ｅｔａｌ， Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．， ２００２，１４（１１）， ８４５も参照されたい。本タイプのナノクロミックフィルムはまた、例えば、米国特許第６，３０１，０３８号、第６，８７０，６５７号、および第６，９５０，２２０号にも説明されている。本タイプの媒体もまた、典型的には、双安定性である。
【0025】
別のタイプの電気光学ディスプレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓによって開発され、Ｈａｙｅｓ， Ｒ．Ａ．， ｅｔ ａｌ．， 「Ｖｉｄｅｏ－Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏ ｗｅｔｔｉｎｇ」， Ｎａｔｕｒｅ， ４２５，３８３－３８５（２００３）に説明されている、エレクトロウェッティングディスプレイである。米国特許第７，４２０，５４９号には、そのようなエレクトロウェッティングディスプレイが双安定性となり得ることが示されている。
【0026】
本発明の種々の実施形態に組み込まれ得る、好ましいタイプの電気光学材料は、複数の帯電粒子が、電場の影響下で流体を通って移動する、粒子ベースの電気泳動ディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したときに、良好な輝度および対比、広視野角、状態双安定、および低電力消費の属性を有することができる。
【0027】
電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。殆どの先行技術の電気泳動媒体では、この流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生成され得る（例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ， Ｔ．， ｅｔ ａｌ．， “Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ－ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ”， ＩＤＷＪａｐａｎ， ２００１，ＰａｐｅｒＨＣＳ１－１およびＹａｍａｇｕｃｈｉ， Ｙ．， ｅｔ ａｌ．， “Ｔｏｎｅｒ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｈａｒｇｅｄ ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ”， ＩＤＷ Ｊａｐａｎ， ２００１，Ｐａｐｅｒ ＡＭＤ４－４参照）。また、米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。
【0028】
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。カプセル化された電気泳動媒体は、多数の小型カプセルを含み、そのそれぞれはそれ自体、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルはそれ自体が、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コヒーレント層を形成する。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、帯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、担体媒体、典型的には、高分子フィルム内に形成される、複数の空洞内に保たれる。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７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４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使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）非電気泳動ディスプレイ（米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号参照）およびディスプレイ以外のカプセル化およびマイクロセル技術の適用（例えば、米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／００１２７１０号参照）。
（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７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４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使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）非電気泳動ディスプレイ（米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号参照）およびディスプレイ以外のカプセル化およびマイクロセル技術の適用（例えば、米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／００１２７１０号参照）。
【0029】
前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相と置換され得、したがって、いわゆる高分子分散電気泳動ディスプレイを生成し、その中で、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、高分子材料の連続相とを備え、そのような高分子分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴が、離散カプセル膜が各個々の液滴と関連付けられない場合でも、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのような高分子分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。
【0030】
カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的な電気泳動機器のクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、多様な柔軟性および剛性基材上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（単語「印刷」の使用は、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことが意図され、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング等、グラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号を参照）、および他の同様の技術が挙げられる。）したがって、得られるディスプレイは、柔軟性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。
【0031】
種々のタイプの電気光学媒体が、本発明のアセンブリにおいて使用されてもよい。再び、図１の好ましい実施形態を参照すると、電気光学層１３０は、カプセル化された電気泳動媒体であって、マイクロカプセル／液滴１４０を備え、それぞれ、負に荷電された白色粒子１５０と、正に荷電された黒色粒子１６０とを炭化水素ベースの流体１６５中に備える。マイクロカプセル／液滴１４０は、ポリマー結合剤１７０内に保たれる。電気光学層１３０は、典型的には、スロットコーティングによって、伝導性電極層１２０上に堆積されてもよく、２つの層は、電気接触する。図２の代替実施形態では、電気光学層２３０は、代わりに、複数のシールされたマイクロセルを備える、ポリマーシート２４０を備えてもよく、シールされたマイクロセルはそれぞれ、白色粒子１５０および黒色粒子１６０の分散で充填される。
【0032】
電気光学層１３０／２３０を横断した電場の印加に応じて、電気光学層１３０が、基板１１０および／または異方伝導性層１８０を通してディスプレイを視認する観察者に、伝導性層１２０が、異方伝導性層１８０の面積に対して正または負であるかどうかに応じて、白色または黒色に現れるように、白色粒子１５０は、正の電極に移動し、黒色粒子１６０は、負の電極に移動する。
【0033】
本発明の実施形態による、第１のプロセスでは、異方伝導性層１８０が、最初に、伝導性材料と、１つ以上の防湿ポリマーと、複数の硬化性モノマーおよび／またはオリゴマーとを含有する、流体で、電気光学材料の層１３０／２３０の上部をコーティングすることによって、電気光学媒体の層１３０／２３０にわたって提供され得る。電気光学材料の層１３０／２３０の上部表面をコーティング後、電場および／または磁場が、流体に印加され、伝導性材料を電気光学材料の層の平面に対して略法線の方向に整合させ得る。最終ステップでは、複数のモノマーおよび／またはオリゴマーが、伝導性材料が、電場または磁場の印加の中止に応じて、その整合された位置を維持するであろうように、電場または磁場の印加の間、重合される。
【0034】
１つ以上のモノマーが、当業者に公知の任意の方法であるが、好ましくは、ＵＶ硬化を使用して、重合されてもよい。本発明の種々の実施形態において使用され得る、モノマーの実施例は、限定ではないが、ウレタン、アクリレート、メタクリレート、シリコーン、エポキシ、炭酸塩、アミド、イミン、ラクトン、脂肪族炭化水素、オレフィン、芳香族、およびそれらの組み合わせを含む。前述のモノマーのいずれかのオリゴマーが、例えば、使用されてもよい。モノマーおよび／またはオリゴマーは、モノマーおよび／またはオリゴマーが、重合に応じて、連続マトリクスを形成するように、好ましくは、コーティングステップに先立って、伝導性材料および１つ以上の防湿ポリマーと良く混合される。いくつかの実施形態では、防湿ポリマーは、流体の重量に基づいて、与えられる順序で選好が増加する、約９９、９０、８０、７０、６０、および５０重量％以下であって、かつ与えられる順序で選好が増加する、約４５、３５、２５、２０、１５、および１０重量％以上で存在してもよい。
【0035】
１つ以上の防湿ポリマーは、５ｇ／（ｍ２＊ｄ）以下の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、より好ましくは、１ｇ／（ｍ２＊ｄ）以下のＷＶＴＲを有することが好ましい。いくつかの実施形態では、１つ以上の防湿ポリマーのＷＶＴＲの下限は、０．１ｇ／（ｍ２＊ｄ）以上、より好ましくは、０．０１ｇ／（ｍ２＊ｄ）以上、０．００１ｇ／（ｍ２＊ｄ）以上である。ＷＶＴＲの決定のための標準化された試験は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ（ＩＳＯ）である、ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（以前は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓとして知られていた）等の標準設定団体によって承認されたものを含み、非常に業界特有である。ＡＳＴＭは、材料からの水蒸気透過率を追跡するために、２つの試験方法、すなわち、ＡＳＴＭＥ９６－重量測定方法を使用した材料の水蒸気透過率と、ＡＳＴＭＦ１２４９－変調赤外線センサを使用したプラスチックフィルムシートを通した水蒸気透過率とを承認している。方法Ｆ１２４９は、通常、シート材料のポリマー層に非常に好適であって、ポリマーシートが、本願のアセンブリおよび方法に適用可能であるかどうかを決定するために使用されることができるが、方法Ｅ９６が、Ｆ１２４９が適用不可能であると証明される事例では、使用されてもよい。
【0036】
異方性伝導性層内に組み込まれ得る、伝導性材料は、限定ではないが、伝導性粒子、例えば、炭素粒子、ニッケル粒子、鉄粒子、銀粒子、銅粒子、鍍金されたポリマー球体、鍍金されたガラス球体、酸化インジウムスズ粒子、またはナノ位相酸化インジウムスズ粒子を含む。代替として、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、またはポリチオフェン等の伝導性ポリマーも、使用されることができる。異方伝導性層のために選択された量および材料が、ｚ－軸方向、すなわち、異方伝導性層の平面と垂直な方向において、層の平面と平行な方向、すなわち、ｘ－ｙ方向を少なくとも約２桁上回る、伝導性を有する層をもたらすことが好ましい。例えば、本発明の一実施形態では、ｘ－ｙ方向における異方伝導性層の伝導性は、約１０－１０Ｓ／ｃｍ以下であり、ｚ－軸方向では、約１０－８Ｓ／ｃｍ以上であってもよい。
【0037】
本発明の実施形態による、第２のより好ましいプロセスでは、異方伝導性層１８０は、電気光学材料の層１３０／２３０の上部を、伝導性材料および１つ以上の防湿ポリマーを含有する、その融点を上回る熱可塑性流体でコーティングすることによって、電気光学媒体１３０／２３０の層にわたって提供されてもよい。電気光学材料の層１３０／２３０の上部表面をコーティング後、電場および／または磁場が、熱可塑性流体に印加され、伝導性材料を電気光学材料の層１３０／２３０の平面に対して法線の方向に整合させてもよい。最終ステップでは、熱可塑性流体は、伝導性材料が、電場または磁場の除去に応じて、その整合された位置を維持するであろうように、電場または磁場の印加の間、冷却される。
【0038】
第２のプロセスは、任意の潜在的に危険な硬化性モノマーの存在を要求するわけではなく、また、熱可塑性流体の粘度が、流体のコーティングおよび伝導性粒子の整合を促進するための温度に伴ってより容易に制御され得るため、より好ましい。
【0039】
本発明のさらに別の実施形態では、アセンブリは、２つのステップにおいて提供されてもよく、第１のステップは、フロントプレーン積層（ＦＰＬ）を提供するステップを含み、第２のステップは、異方性伝導性層をＦＰＬに適用するステップを含む。
【0040】
例えば、図３を参照すると、ＦＰＬ３００は、図１および２に図示されるアセンブリと同一の多くの層を備えてもよい。ＦＰＬ３００は、その上に電気光学媒体１３０の層が適用される、電極層１２０を有する、基板１１０を含んでもよい。しかしながら、ＦＰＬ３００は、本第１のステップでは、電気光学媒体１３０が、便宜的には、剥離シート３９０上にスロットコーティングし、接着剤を乾燥（または別様に硬化）させ、固体層を形成し、次いで、便宜的には、高温ロール積層を使用してもたらされ得る、接着剤および剥離シートを電気光学層１３０に積層することによって、好ましくは、液体形態における積層接着剤３８０でコーティングされるという点で、異なり得る。代替として、但し、あまり望ましくないが、積層接着剤は、電気光学層１３０にわたって適用され、そこで、剥離シート３９０で被覆される前に、乾燥または別様に硬化されてもよい。さらに別の実施例では、接着剤の薄い層が、電気光学媒体１３０と電極層１２０との間に組み込まれてもよく、剥離シート３９０が、直接、介在接着性層を伴わずに、電気光学媒体１３０に適用されてもよい。積層接着剤は、好ましくは、異方性接着剤であって、例えば、米国特許第７，８４３，６２６号に開示される手順に従って調製されてもよい。
【0041】
剥離シート３９０は、便宜的には、７ミル（１７７μｍ）フィルムである。使用される電気光学媒体の性質に応じて、本フィルムを剥離剤、例えば、シリコーンでコーティングすることが望ましくあり得る。アセンブリを形成するための第２のステップでは、剥離シート３９０は、異方伝導性層がＦＰＬ３００に適用される前に、積層接着剤３８０から剥脱または別様に除去されてもよい（図３に図示されるように）。
【0042】
本発明の別の実施形態では、電気光学媒体は、米国特許第７，５６１，３２４号に説明される「二重剥離シート」等の二重剥離フィルムを具備してもよい。１つの形態では、固体電気光学媒体の層が、２つの接着性層（好ましくは、異方性接着剤）間に挟入されてもよく、接着性層の一方または両方が、剥離シートによって被覆される。別の形態では、固体電気光学媒体の層が、２つの剥離シート間に挟入されてもよい。二重剥離フィルムの両形態が、概して、電気光学ディスプレイをすでに説明されたフロントプレーン積層から組み立てるためのプロセスに類似する、プロセスにおいて使用されてもよい。典型的には、第１の積層ステップでは、１つの剥離シートが、電気光学媒体を正面電極層に積層し、正面サブアセンブリを形成することに先立って除去され、次いで、第２のステップでは、第２の剥離シートが、存在する場合、異方伝導性層の適用に先立って除去されてもよい。
【0043】
上記に記載されるように、異方伝導性層は、ディスプレイのための保護層としての役割を果たし得、したがって、異方伝導性層と接触する任意の駆動電極を要求しない、非接触ディスプレイの中に組み込まれ、改良された湿気耐性性質を提供し得る。代替として、別の随意の層、好ましくは、異方性接着剤および随意の剥離シートが、存在する場合、剥離シートが、後に除去され、最上異方性接着性層が、異方性接着性層を駆動電子機器に接着させるために有効な条件下、バックプレーン等の駆動電子機器と接触され得るように、異方伝導性層の暴露される表面に適用されてもよい。
【0044】
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、上記に説明される具体的詳細な実施形態に行われ得ることが、当業者に明白となるであろう。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。
【0045】
前述の米国特許第および公開出願の全ての内容全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】