JP7787323B2 - 電気光学デバイスのマイクロセルを封止するための耐水性封止層 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年４月８日に出願された米国仮特許出願第６３／３２９，０６６号の優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願は、本明細書に開示された他の全ての特許および特許出願とともに、参照によりその全体が援用される。

発明の分野
本発明は、電気光学デバイスのマイクロセルを封止するための封止層に関する。封止層はポリウレタンとポリ（ビニルアルコール）との組合せを含み、ポリ（ビニルアルコール）はその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する。封止層は、耐水性があり、非極性流体に対する良好なバリア性を示す。

発明の背景
材料またはディスプレイに適用される「電気光学」という用語は、本明細書では、画像技術分野におけるその従来の意味で使用され、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を指し、前記材料は、前記材料に電場を印加することによってその第１の表示状態からその第２の表示状態に変化する。前記光学特性は典型的にはヒトの目に知覚可能な色であるが、別の光学特性、例えば光の透過、反射率、発光、または機械読み取りを目的とするディスプレイの場合には、可視範囲外の電磁波波長の反射率の変化という意味での疑似カラーであり得る。

「双安定」および「双安定性」という用語は、本明細書では、当技術分野におけるそれらの従来の意味で使用され、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表示素子を含むディスプレイであって、有限持続時間のアドレス指定パルスによって任意の所与の素子が駆動されてその第１または第２の表示状態のいずれかを呈した後、アドレス指定パルスが終了した後に、その状態が、表示素子の状態を変化させるのに必要な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倍の期間持続するようなディスプレイを指す。米国特許第７，１７０，６７０号には、グレースケールが可能ないくつかの粒子ベース電気泳動ディスプレイが、その極限の白黒状態だけでなくその中間のグレー状態でも安定であり、いくつかの他の種類の電気光学デバイスでも同じことが当てはまることが示されている。この種類のディスプレイは、双安定よりもむしろ「多安定」と呼ぶのが適切であるが、本明細書では便宜上、双安定ディスプレイと多安定ディスプレイの両方を包含するように「双安定」という用語を使用することがある。

数年間盛んな研究および開発の課題である電気光学デバイスの１種類は、電場の影響下で複数の帯電粒子が流体を通って移動する粒子ベース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場合に、良好な輝度およびコントラスト、広い視野角、状態の双安定性、ならびに低消費電力という特質を有することができる。

マサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）、Ｅ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅ Ｉｎｋ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＬＬＣ、および関連会社に譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願には、カプセル化およびマイクロセル電気泳動媒体および他の電気光学媒体に使用される様々な技術が記載されている。カプセル化電気泳動媒体は多数の小型カプセルを含み、小型カプセルのそれぞれはそれ自体、流体媒体中に電気泳動可動性粒子を含有する内相と、内相を取り囲むカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルはそれ自体ポリマー結合剤内に保持されて、２つの電極間に位置す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、典型的にはポリマーフィルム内に形成された複数のキャビティ内に保持される。

これらの特許および出願に記載された技術は、以下を含む。

（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号および同第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号および同第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号および同第９，２７９，９０６号参照）

（ｄ）マイクロセルに充填し、マイクロセルを封止するための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号、同第７，００５，４６８号、および同第７，７１５，０８８号、ならびに米国特許出願公開第２００４－０１２００２４号、同第２００４－０２１９３０６号、同第２０２２－０２４４６１２号、および同第２０２２－０２５１３６４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号および同第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、ならびに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号および同第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号および同第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号および同第７，４５３，４４５号参照）

（ｉ）ディスプレイの応用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および同第８，００９，３４８号参照）、ならびに

（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号に記載）、ならびに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応用（例えば、米国特許第７，６１５，３２５号、ならびに米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および同第２０１６／００１２７１０号参照）

上記の全ての参考文献の内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

非極性流体中の帯電顔料粒子の分散液が入っている複数の封止マイクロセルを有する構造は、電気光学デバイスにおいて商業的に使用されている。マイクロセルは、文献でマイクロキャビティまたはマイクロカップとしても公知である。電気光学デバイス用の封止マイクロセル構造を作製する典型的なプロセスは、（ａ）各マイクロキャビティが開口部を有する複数のマイクロキャビティを有するポリマーシートをマイクロエンボス加工により製作すること、（ｂ）非極性流体中の帯電顔料粒子を含む分散液である電気泳動媒体をマイクロキャビティに充填すること、および（ｃ）封止組成物でマイクロキャビティを封止して封止層を形成することを含む。電気泳動媒体が入っている封止マイクロキャビティは、デバイスの電気光学材料層を形成する。電気光学材料層は、フロント電極とリア電極との間に配置される。これらの電極を介して電気泳動媒体を横切って電場を印加することにより、顔料粒子が電気泳動媒体を通って移動して、画像が作り出される。封止層は、デバイスの機能および性能に重要な役割を果たす。

第１に、封止層は電気泳動媒体と接触し、それをマイクロキャビティ内に封止するため、（１）封止層は電気泳動媒体の非極性流体に実際的に不溶性でなければならず、（２）封止層は、デバイスの寿命中に非極性流体がマイクロセルから拡散しないように、非極性流体に対する良好なバリアでなければならない。非極性流体に対する封止層のバリア性が低いと、電気泳動媒体からの流体の減少および封止層のたるみにつながる。

第２に、電気泳動デバイスが過酷な条件、例えば水への曝露、またはさらには水中への挿入に曝され得るある特定の用途では、封止層は耐水性である必要がある。すなわち、封止層は水中で弾力性がなければならず、そのような条件下で電気泳動媒体を保護しなければならない。
これらの特徴を全て備えた封止層を形成する封止組成物を提供する技術的課題は困難であり、その理由は、異なる目的が異なる配合戦略を必要とする場合があるからである。例えば、非極性流体に対するバリア性には、典型的には封止層のより多くの親水性成分が必要とされるのに対し、そのような成分は水に対してより敏感である。したがって、非極性流体に対するバリアの改善および耐水性の改善のために最適化された封止層を形成する封止組成物が必要とされている。本発明の発明者らは、ポリウレタンとポリ（ビニルアルコール）の組合せを含む水性封止組成物によって形成される封止層であって、ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する封止層が、良好な耐水性、および非極性流体に対する良好なバリア性、ならびに良好な電気光学性能を有することを見出した。

米国特許第７，００２，７２８号 米国特許第７，６７９，８１４号 米国特許第６，９２２，２７６号 米国特許第７，４１１，７１９号 米国特許第７，０７２，０９５号 米国特許第９，２７９，９０６号 米国特許第７，１４４，９４２号 米国特許第７，００５，４６８号 米国特許第７，７１５，０８８号 米国特許出願公開第２００４／０１２００２４号 米国特許出願公開第２００４／０２１９３０６号 米国特許出願公開第２０２２／０２４４６１２号 米国特許出願公開第２０２２／０２５１３６４号 米国特許第６，９８２，１７８号 米国特許第７，８３９，５６４号 米国特許第７，１１６，３１８号 米国特許第７，５３５，６２４号 米国特許第７，０７５，５０２号 米国特許第７，０１２，６００号 米国特許第７，４５３，４４５号 米国特許第７，３１２，７８４号 米国特許第８，００９，３４８号 米国特許第６，２４１，９２１号 米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号 米国特許第７，６１５，３２５号 米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号 米国特許出願公開第２０１６／００１２７１０号

発明の概要
一態様では、本発明は、封止層であって、（ｉ）溶媒を除く封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および（ｉｉ）溶媒を除く封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタンを含む、封止層に関する。封止層のポリウレタンは、１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有してもよい。封止層のポリウレタンは、エステルポリウレタン、エーテルポリウレタン、またはポリカーボネートポリウレタンであり得る。ポリウレタンは１，０００～２，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。封止層のポリウレタンは架橋されていてもよい。ポリウレタン架橋剤は、ポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドであり得る。封止層のポリ（ビニルアルコール）は架橋されていてもよい。封止層のポリ（ビニルアルコール）は、１，０００～１，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。ポリ（ビニルアルコール）は９０～９９パーセントの加水分解度を有してもよい。ポリ（ビニルアルコール）は架橋されていてもよい。架橋ポリ（ビニルアルコール）はポリ（ビニルアルコール）と架橋剤との反応によって形成されてもよく、架橋剤はジアルデヒドおよび有機ジルコネートからなる群から選択される。ポリ（ビニルアルコール）の架橋剤はグリオキサール、ＺｒＯ（ＯＨ）Ｃｌ＊ｎＨ_２Ｏ、および（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２からなる群から選択されてもよい。封止層のポリウレタンとポリ（ビニルアルコール）の両方が架橋されていてもよい。封止層のポリ（ビニルアルコール）は非架橋であってもよい。封止層は界面活性剤を含んでもよい。封止層の界面活性剤は、アセチレンジオールまたは有機シリコーン表面張力低下剤であり得る。

封止層は、水性封止組成物によって形成されてもよい。水性封止組成物は、溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および（ｉｉ）溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタン；および（ｉｉｉ）水性担体を含んでもよい。水性封止組成物のポリウレタンは、エステルポリウレタン、エーテルポリウレタン、またはカーボネートポリウレタンであり得る。水性封止組成物のポリウレタンは、１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有してもよい。ポリウレタンは１，０００～２，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。水性封止組成物はポリウレタン架橋剤をさらに含んでもよい。ポリウレタン架橋剤は、ポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドであり得る。水性封止組成物はポリ（ビニルアルコール）架橋剤を含まなくてもよい。水性封止組成物はポリ（ビニルアルコール）架橋剤を含んでもよい。ポリ（ビニルアルコール）架橋剤を含む水性封止組成物は、１日よりも長い、３日よりも長い、５日よりも長い、または７日よりも長いポットライフを有してもよい。水性封止組成物のポリ（ビニルアルコール）は、１，０００～１，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。ポリ（ビニルアルコール）は９０～９９パーセントの加水分解度を有してもよい。水性封止組成物は、ポリウレタン架橋剤とポリ（ビニルアルコール）架橋剤の両方を含んでもよい。封止層は界面活性剤を含んでもよい。封止層の界面活性剤は、アセチレンジオールまたは有機シリコーン表面張力低下剤であり得る。水性封止組成物はポリマーレオロジー改質剤を含んでもよい。ポリマーレオロジー改質剤は、疎水変性アルカリ膨潤性アクリルエマルションであり得る。

封止層は、電気泳動ディスプレイのマイクロセルを封止するために使用され得る。電気泳動ディスプレイは、第１の光透過性電極層、電気光学材料層、および第２の電極層を順番に含んでもよい。電気光学材料層は、封止層およびマイクロセル層を含む。マイクロセル層は複数のマイクロセルを含み、複数のマイクロセルのそれぞれは底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。電気泳動媒体は、非極性流体中に分散した少なくとも１種類の帯電顔料粒子を含む。電気泳動流体は、２種類またはそれよりも多くの種類の帯電顔料粒子を含んでもよい。電気泳動媒体は４種類の帯電顔料粒子を含んでもよく、４種またはそれより多種の顔料粒子の色は白色、マゼンタ色、黄色、シアン色、青色、赤色、緑色、および黒色からなる群から選択される。封止層は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層は、マイクロセル層と第２の電極層との間に配置されてもよい。封止層は、マイクロセル層と第１の光透過性電極層との間に配置されてもよい。封止層は、（ｉ）溶媒を除く封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および（ｉｉ）溶媒を除く封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタンを含む。電気泳動ディスプレイは圧電材料層をさらに含んでもよく、圧電材料の層への応力により電気光学材料層の光学的変化が生じる。圧電材料層は、（ａ）電気光学材料層と第１の光透過性電極層との間に、または（ｂ）電気光学材料層と第２の電極層との間に位置してもよい。

封止層はまた、フロントプレーン積層体のマイクロセルを封止するために使用され得る。フロントプレーン積層体は、第１の光透過性電極層、電気光学材料層、接着剤層、および剥離シートを含んでもよい。電気光学材料層は、第１の光透過性電極層と第２の電極層との間に配置される。電気光学材料層は、複数のマイクロセルおよび封止層を含む。

封止層はまた、フロントプレーン積層体のマイクロセルを封止するために使用され得る。フロントプレーン積層体は、第１の光透過性電極層、電気光学材料層、接着剤層、および剥離シートを含んでもよい。電気光学材料層は、第１の光透過性電極層と第２の電極層との間に配置される。電気光学材料層は、複数のマイクロセルおよび封止層を含む。封止層は、水性封止組成物によって形成されてもよい。複数のマイクロセルのそれぞれは、底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っており、前記電気泳動媒体は、非極性流体中に分散した少なくとも１種類の帯電顔料粒子を含む。封止層は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。フロントプレーン積層体は圧電材料層をさらに含んでもよく、圧電材料の層への応力により電気光学材料層の光学的変化が生じる。圧電材料層は、（ａ）電気光学材料層と第１の光透過性電極層との間に、（ｂ）電気光学材料層と接着剤層との間に、または（ｃ）電気光学材料層の隣に並んで、位置してもよい。

封止層はまた、二倍剥離シートのマイクロセルを封止するために使用され得る。二倍剥離シートは、第１の剥離シート、第１の接着剤層、電気光学材料層、第２の接着剤層、および第２の剥離シートを含んでもよい。電気光学材料層は、複数のマイクロセルおよび封止層を含んでもよい。封止層は、水性封止組成物から形成されてもよい。複数のマイクロセルのそれぞれは、底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っており、前記電気泳動媒体は、非極性流体中に分散した少なくとも１種類の帯電顔料粒子を含む。封止層は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。

図１は、充填され封止される前の複数のマイクロセルの構造を示す。

図２は、マイクロセル構造を含む電気光学デバイスの一例を示す。

図３は、マイクロセル構造を含む電気光学デバイスを形成するために使用され得るフロントプレーン積層体アセンブリの一例を示す。

図４は、マイクロセル構造を含む電気光学デバイスを形成するために使用され得る二倍剥離シートの一例を示す。

図５は、ロール・ツー・ロールプロセスを使用してマイクロセルを作製するための方法を示す。

図６Ａおよび６Ｂは、熱硬化性前駆体でコーティングされた導体フィルムのフォトマスクを通したフォトリソグラフィー露光を使用するマイクロセルの生成を詳細に示す。

図６Ｃおよび６Ｄは、フォトリソグラフィーを使用して製作される代替の実施形態を詳細に示す。図６Ｃおよび６Ｄでは、頂部露光と底部露光の組合せが使用され、これにより、１つの横方向の壁部を頂部フォトマスク露光により硬化すること、および、別の横方向の壁部を非透過性ベース導体フィルムを通して底部露光により硬化することが可能になる。

図７Ａ～７Ｄは、マイクロセルのアレイに充填し、マイクロセルのアレイを封止するステップを示す。 図７Ａ～７Ｄは、マイクロセルのアレイに充填し、マイクロセルのアレイを封止するステップを示す。

図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。 図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。 図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。 図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。 図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。 図８～１３は、本発明の電気光学ディスプレイの側面図を示し、前記ディスプレイは圧電材料層を含む。

図１４Ａおよび１４Ｂは、水性封止組成物の例および対応する封止層の評価に使用した電気光学デバイスの構造を示す。

図１５Ａおよび１５Ｂは、バリア性について評価したマイクロセルの顕微鏡画像を示す。

発明の詳細な説明
本発明の封止層の重量について言及する「溶媒を除く」という用語は、言及された封止層の重量が、封止層中に存在し得る水および他の溶媒を含まないことを意味する。

本明細書で使用する場合、「分子量」または「ＭＷ」という用語は、別段の指示がない限り、数平均分子量を指す。数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定することができる。

「架橋化剤（crosslinking agent）」と「架橋剤（crosslinker）」という用語は同義であり、架橋性ポリマーと反応して架橋ポリマーを形成することができる試薬を指す。

組成物の「ポットライフ」という用語は、組成物が特定の温度で作業可能な液体形態のままである時間の量である。

ポリビニルアルコールのホモポリマーおよびコポリマーの加水分解度は、そのようなポリマーの製造業者によって慣行的に報告されており、これはポリマー中のビニルアルコールの単位（モル）の全ビニル単位に対する割合を示す。他の単位は酢酸ビニル（エステル）または他の単位を含む。

「耐水性封止層」は、特定のｐＨおよび温度の水中に特定の時間デバイスを浸漬した後の電気光学ディスプレイの封止層の完全性に関する。

本明細書では「光透過性」という用語は、このように指定された層が、その層を通して見ている観察者が電気泳動媒体の表示状態の変化を観察することを可能にするのに十分な光を透過することを意味するように使用され、電気泳動媒体は通常、存在する場合は光透過性電極層および隣接する基材を通して視認されることになり、電気泳動媒体が非可視波長で反射率の変化を示す場合、「光透過性」という用語は、当然、関連する非可視波長の透過を指すと解釈されるべきである。

電気光学ディスプレイの「コントラスト比」（ＣＲ）という用語は、ディスプレイが生成することができる最も明るい色（白色）の輝度の最も暗い色（黒色）の輝度に対する比と定義される。通常、高いコントラスト比すなわちＣＲがディスプレイの望ましい態様である。

圧電気は、加えられた機械的応力に応じて固体材料に蓄積する電荷である。好適な圧電材料としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、石英（ＳｉＯ_２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ_４）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ_４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム、ケイ酸ランタンガリウム、酒石酸ナトリウムカリウム、および他の任意の公知のピエゾ材料を挙げることができる。圧電気を利用して電気光学ディスプレイの電気泳動材料の顔料を駆動し、電気光学ディスプレイに電力を供給するための電荷を生成することができる。電気光学ディスプレイは、圧電材料によって生成された電荷のみによって電力を供給され、電源なしで動作することができる。例えば、電気泳動材料を有する電気光学ディスプレイの場合、ピエゾ材料を曲げるか、またはそれに応力を導入することにより電圧を発生させることができ、この電圧を利用して電気光学ディスプレイの電気泳動材料の色顔料を移動させることができる。電気泳動媒体および圧電材料を含む電気光学ディスプレイはこれまでに、例えば米国特許第７，００２，７２８号および同第７，６７９，８１４号に開示されている。

Ａ．マイクロセルの構造

図１は、充填され封止される前の複数のマイクロセル１００の構造を示す。各マイクロセルは、底部１０１、壁部１０２、および開口部１０３を含む。

Ｂ．マイクロセル構造を含む電気光学デバイスの構造

図２は、複数のマイクロセルおよび本発明による封止層を含む電気光学デバイス２００の一例を示す。電気光学デバイス２００のこの例は、第１の光透過性電極層２１０、マイクロセル層２２０、封止層２３０、接着剤層２４０、および第２の電極層２５０を含む。マイクロセル層２２０は、底部１０１および壁部１０２によって画定される複数のマイクロセルを含む。複数のマイクロセルのそれぞれは開口部１０３を有する。複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体２２５が入っており、電気泳動媒体２２５は非極性流体中の帯電粒子を含む。マイクロセルは封止層２３０で封止されており、封止層２３０は複数のマイクロセルの開口部１０３にまたがっている。第２の電極層２５０は、接着剤層２４０で封止層２３０に接続されている。電気光学デバイス２００の電気光学材料層２６０は、マイクロセル層２２０および封止層２３０を含む。電場の源（図２に示さず）は、第１の光透過性電極層２１０を第２の電極層２５０と接続してもよい。電気泳動材料層を横切る電場の印加により、電荷粒子が電気泳動媒体を通って移動し、電気光学デバイス２００の視認側２０５から見ている観察者によって観察され得る画像が作り出される。必要に応じたプライマー層（図２に示さず）を第１の光透過性電極層２１０と複数のマイクロセルとの間に配置してもよい。封止層は耐水性であり、かつ、溶媒を除く封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および溶媒を除く封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタンを含む。

図２に示す電気光学デバイスの例は、図３に示すフロントプレーン積層体３００によって構築され得る。フロントプレーン積層体３００は、第１の光透過性電極層２１０、複数のマイクロセルを有するマイクロセル層２２０、封止層２３０、接着剤層２４０、および剥離シート３６０を含む。複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体２２５が入っており、電気泳動媒体２２５は、非極性流体中の帯電粒子を含む。マイクロセルは封止層２３０で封止されており、封止層２３０は複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。剥離シート３６０は、接着剤層２４０で封止層２３０に接続されている。電気光学材料層２６０は、マイクロセル層２２０および封止層２３０を含む。剥離シート３６０を除去することにより接着剤層２４０の表面が露出し、これを第２の電極層上に接続して電気光学デバイスを形成することができる。必要に応じたプライマー層（図３に示さず）を第１の光透過性電極層２１０とマイクロセル層２２０との間に配置してもよい。

図２に示す電気光学デバイスの例はまた、図４に示す二倍剥離シート４００によって構築され得る。二倍剥離シート４００は、第１の剥離シート４８０、第１の接着剤層４７０、マイクロセル層２２０、封止層２３０、第２の接着剤層２４０、および第２の剥離シート３６０を含む。複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体２２５が入っており、電気泳動媒体２２５は、非極性流体中の帯電粒子を含む。マイクロセルは封止層２３０で封止されており、封止層２３０は複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。電気光学材料層２６０は、マイクロセル層２２０および封止層２３０を含む。第１の剥離シート４８０は、第１の接着剤層４７０でマイクロセル層２２０に接続されている。第２の剥離シート３６０は、第２の接着剤層２４０で封止層２３０に接続されている。第１の剥離シート４８０を除去することにより第１の接着剤層４７０の表面が露出し、これを第１の光透過性電極層上に接続することができる。第２の剥離シート３６０を除去することにより第２の接着剤層２４０の表面が露出し、これを第２の電極層上に接続して電気光学デバイスを形成することができる。必要に応じたプライマー層（図４に示さず）を第１の接着剤層４７０とマイクロセル層２２０との間に配置してもよい。図３のフロントプレーン積層体３００の封止層および図４００の二倍剥離シート４００の封止層は耐水性である。これらは、溶媒を除く封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および溶媒を除く封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタンを含む。

Ｃ．マイクロセル構造の形成

マイクロセルを構築するための技術。マイクロセルは、米国特許第６，９３３，０９８号に開示されているように、バッチ式プロセスまたは連続式ロール・ツー・ロールプロセスのいずれかで形成することができる。後者は、有益な剤の送達および電気泳動ディスプレイを含む種々の用途に使用するためのコンパートメントを生成するための、連続的で低コストで高スループットの製造技術を提供する。本発明での使用に好適なマイクロセルアレイは、図５に示されるように、マイクロエンボス加工により作り出すことができる。雄型（５００）は、ウェブ５０４の上方またはウェブ５０４の下方（示さず）のいずれかに設置され得るが、代替の配列が可能である。例えば米国特許第７，７１５，０８８号を参照されたい。この米国特許は参照によりその全体が本明細書に援用される。伝導性基材は、デバイスのバッキング層となるポリマー基材上に導体フィルム５０１を形成することにより構築されてもよい。次に、熱可塑性物質、熱硬化性物質、またはその前駆体を含む組成物５０２を導体フィルム上にコーティングする。熱可塑性または熱硬化性前駆体層は、ローラー、プレート、またはベルトの形状の雄型によって、熱可塑性または熱硬化性前駆体層のガラス転移温度よりも高い温度でエンボス加工される。

マイクロセルを調製するための熱可塑性または熱硬化性前駆体は、多官能性のアクリレートまたはメタクリレート、ビニルエーテル、エポキシド、およびそれらのオリゴマーまたはポリマー、および同類のものであり得る。多官能性エポキシドと多官能性アクリレートの組合せも、望ましい物理機械的特性を達成するのに非常に有用である。可撓性を付与する架橋性オリゴマー、例えば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は、エンボス加工マイクロセルの耐屈曲性を改善するために添加されてもよい。組成物は、ポリマー、オリゴマー、モノマー、および添加剤を含有してもよく、オリゴマー、モノマー、および添加剤のみを含有してもよい。このクラスの材料のガラス転移温度（またはＴ_ｇ）は通常、約－７０℃～約１５０℃、または約－２０℃～約５０℃の範囲である。マイクロエンボス加工プロセスは典型的にはＴ_ｇよりも高い温度で行われる。加熱された雄型、または加熱された収容基材（この収容基材に対して雄型を押し付ける）を使用して、マイクロエンボス加工の温度および圧力を制御してもよい。

図５に示すように、前駆体層を硬化させている間または硬化させた後に型を外すと、マイクロセル５０３のアレイが現れる。前駆体層の硬化は、冷却、溶媒の蒸発、放射線による架橋、熱、または湿気によって達成され得る。熱硬化性前駆体の硬化がＵＶ放射線によって達成される場合、ＵＶを、２つの図に示すように、ウェブの底部または頂部から通過性導体フィルム上に照射してもよい。あるいは、ＵＶランプを型内に設置してもよい。この場合、ＵＶ光を予めパターン形成された雄型を通して熱硬化性前駆体層上に照射することが可能となるように、型は通過性でなければならない。雄型は任意の適切な方法、例えばダイヤモンド旋削プロセスまたはフォトレジストプロセスと後続のエッチングもしくは電気めっきにより調製されてもよい。雄型用のマスターテンプレートは任意の適切な方法、例えば電気めっきにより製造されてもよい。電気めっきでは、ガラスのベースにシード金属、例えばクロムインコネルの薄層（典型的には３０００Å）を用いてスパッタリングされる。次に型をフォトレジスト層でコーティングし、ＵＶに露光する。ＵＶとフォトレジスト層との間にマスクを設置する。フォトレジストの露光領域は硬化する。次に適切な溶媒を用いて非露光領域を洗浄することによって、非露光領域を除去する。残った硬化フォトレジストを乾燥させ、シード金属の薄層を用いて再度スパッタリングする。その後マスターは電鋳の準備が完了となる。電鋳に使用される典型的な材料はニッケルコバルトである。あるいは、マスターは、電鋳または無電解ニッケル析出によってニッケルで作製され得る。型の床部は典型的には約５０～４００ミクロンである。マスターは、"Replication techniques for micro-optics", SPIE Proc. Vol.3099, pp. 76-82 (1997)に記載のように、ｅビーム描画、ドライエッチング、化学エッチング、レーザー描画、またはレーザー干渉を含む、他のマイクロエンジニアリング技術を使用して作製され得る。あるいは、型は、プラスチック、セラミック、または金属を使用したフォトマシニングによって作製され得る。

ＵＶ硬化性樹脂組成物を塗布する前に、型を、離型プロセスを補助する離型剤で処理してもよい。ＵＶ硬化性樹脂は分配前に脱気してもよく、必要に応じて溶媒を含有してもよい。溶媒は、存在する場合、容易に蒸発する。ＵＶ硬化性樹脂は、雄型の上に任意の適切な手段、例えばコーティング、浸漬、流し込み、または同類の手段により分配される。ディスペンサーは移動式でも固定式でもよい。導体フィルムは、ＵＶ硬化性樹脂で覆われる。必要な場合、圧力を加えて、樹脂とプラスチックの間の適した結合を確保し、マイクロセルの床部の厚さを制御してもよい。圧力は、積層ローラー、真空成形、プレスデバイス、または他の任意の同類の手段を使用して加えてもよい。雄型が金属製で非透過性である場合、プラスチック基材は、樹脂を硬化させるために使用される化学線に対して典型的には通過性である。逆に、化学線に対して、雄型が通過性であってもよく、プラスチック基材が非透過性であってもよい。転写シート上への成形特徴の良好な転写を得るために、導体フィルムはＵＶ硬化性樹脂との良好な接着性を有する必要があり、ＵＶ硬化性樹脂は型表面に対する良好な離型性を有するべきである。

本発明のマイクロセルアレイは、予め形成された導体フィルム、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）導体線を典型的には含むが、他の伝導性材料、例えば銀またはアルミニウムを使用してもよい。伝導層は、基材（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアラミド、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ポリスルホン、エポキシ、およびそれらの複合体）によって裏打ちされていてもよく、基材に一体化されてもよい。導体フィルムは、放射線硬化性ポリマー前駆体層でコーティングされてもよい。次に、フィルムおよび前駆体層を放射線に対し像様露光して、マイクロセル壁構造を形成する。露光後、非露光領域から前駆体材料を除去すると、硬化マイクロセル壁部が導体フィルム／支持体ウェブに結合したままとなる。像様露光（imagewise exposure）は、導体フィルム上にコーティングされた放射線硬化性材料の露光の画像または所定のパターンを生成するためのフォトマスクを通してＵＶまたは他の形態の放射線により達成されてもよい。一般的には必要とされないが、マスクは、通過性マスク部分がＩＴＯ線間の空間と整合し、かつ非透過性マスク部分がＩＴＯ材料（マイクロセル床部領域を目的とする）と整合するように位置し、導体フィルム、すなわちＩＴＯ線に対して調整されてもよい。

フォトリソグラフィー。マイクロセルはフォトリソグラフィーを使用して生成され得る。マイクロセルアレイを製作するためのフォトリソグラフィープロセスを図６Ａおよび６Ｂに示す。図６Ａおよび６Ｂに示すように、マイクロセルアレイ６００は、導体フィルム６０２上に公知の方法でコーティングされた放射線硬化性材料６０１ａを、マスク６０６を通してＵＶ光（または代替的に他の形態の放射線、電子ビーム、および同類のもの）に露光して、マスク６０６を通して投影された画像に対応する壁部１０２を形成することによって調製されてもよい。ベース導体フィルム６０２は、好ましくは、プラスチック材料を含んでもよい支持基材ベースウェブ（６０３）上に載せられる。

図６Ａのフォトマスク６０６において、暗色の正方形６０４は非透過性領域を表し、暗色の正方形の間の空間はマスク６０６の通過性領域６０５を表す。ＵＶは、通過性領域６０５を通って放射線硬化性材料６０１ａ上に照射される。露光は、好ましくは放射線硬化性材料６０１ａ上に直接行われ、すなわちＵＶは基材６０３もベース導体フィルム６０２も通過しない（頂部露光）。この理由により、基材６０３と導体フィルム６０２のいずれも、用いられるＵＶまたは他の放射線の波長に対して通過性である必要はない。

図６Ｂに示すように、露光領域、例えば壁部１０２は硬化する。その後、非露光領域（マスク６０６の非透過性領域６０４によって保護された領域）を適切な溶媒または現像剤によって除去して、マイクロセル６０７を形成する。溶媒または現像剤は、放射線硬化性材料の溶解またはその粘度の低減に一般に使用されるもの、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン、アセトン、イソプロパノール、または同類のものから選択される。マイクロセルの調製は、導体フィルム／基材支持体ウェブの下にフォトマスクを設置することによって同様に達成することができる。この場合、ＵＶ光はフォトマスクを通して底部から照射され、基材は放射線に対して通過性である必要がある。

像様露光。像様露光により本発明のマイクロセルアレイを調製するためのさらに別の代替方法を図６Ｃおよび６Ｄに示す。非透過性の導体線を使用する場合、導体線を底部からの露光のためのフォトマスクとして使用することができる。導体線に垂直な非透過性の線を有する第２のフォトマスクを介した頂部からの追加の露光により、耐久性のあるマイクロセル壁が形成される。図６Ｃは、本発明のマイクロセルアレイ６１０を生成するための、頂部と底部の両方の露光原理の使用を示す。ベース導体フィルム６１２は非透過性であり、線状にパターン形成されている。ベース導体フィルム６１２および基材６０３上にコーティングされた放射線硬化性材料６１１ａは、第１のフォトマスクとして機能する６１２の導体線パターンを通して底部から露光される。６１２の導体線に対して垂直な線パターンを有する第２のフォトマスク６１６を通して「頂部」側から第２の露光を行う。線６１４間の空間６１５は、ＵＶ光に対して実質的に通過性である。このプロセスでは、壁材６１１ａは、１つの横方向において下から上に硬化され、垂直方向において上から下に硬化されて、つながって一体型マイクロセル６０７の壁部１０２を形成する。図６Ｄに示すように、次に非露光領域を上記のように溶媒または現像液によって除去すると、マイクロセル６０７が現れる。

マイクロセルは、熱可塑性エラストマーから構築されてもよく、熱可塑性エラストマーは、マイクロセルと良好な適合性を有し、媒体と相互作用しない。有用な熱可塑性エラストマーの例としては、ＡＢＡおよび（ＡＢ）ｎ型の二ブロック、三ブロック、およびマルチブロックコポリマーが挙げられ、ここで、Ａはスチレン、α－メチルスチレン、エチレン、プロピレン、またはノルボルネンであり；Ｂはブタジエン、イソプレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ジメチルシロキサン、またはプロピレンスルフィドであり；ＡとＢは式中同じにはなり得ない。数ｎは≧１、好ましくは１～１０である。特に有用なのは、スチレンまたはｏｘ－メチルスチレンの二ブロックまたは三ブロックコポリマー、例えばＳＢ（ポリ（スチレン－ｂ－ブタジエン））、ＳＢＳ（ポリ（スチレン－ｂ－ブタジエン－ｂ－スチレン））、ＳＩＳ（ポリ（スチレン－ｂ－イソプレン－ｂ－スチレン））、ＳＥＢＳ（ポリ（スチレン－ｂ－エチレン／ブチレン－ｂ－スチレン）） ポリ（スチレン－ｂ－ジメチルシロキサン－ｂ－スチレン）、ポリ（α－メチルスチレン－ｂ－イソプレン）、ポリ（α－エン－ｂ－イソプレン－ｂ－α－メチルスチレン）、ポリ（α－メチルスチレン－ｂ－プロピレンスルフィド－ｂ－α－メチルスチレン）、ポリ（α－メチルスチレン－ｂ－ジメチルシロキサン－ｂ－α－メチルスチレン）である。市販のスチレンブロックコポリマー、例えばＫｒａｔｏｎ ＤおよびＧシリーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、Ｔｅｘ．）製）が特に有用である。結晶性ゴム、例えばポリ（エチレン－ｃｏ－プロピレン－ｃｏ－５－メチレン－２－ノルボルネン）、またはＥＰＤＭ（エチレン－プロピレン－ジエンターポリマー）ゴム、例えばＶｉｓｔａｌｏｎ ６５０５（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、Ｔｅｘ．）製）、およびそれらのグラフトコポリマーも非常に有用であることが見出されている。

熱可塑性エラストマーは、溶媒または溶媒混合物中に溶解していてもよく、溶媒または溶媒混合物は、マイクロセル中の担体と非混和性であり、担体の比重よりも小さい比重を示す。表面張力の低い溶媒は、マイクロセル壁部および流体に対するそれらの良好な湿潤性に起因して、オーバーコーティングする組成物にとって好ましい。３５ダイン／ｃｍより低い、または３０ダイン／ｃｍより低い表面張力を有する溶媒または溶媒混合物が好ましい。好適な溶媒としては、アルカン（好ましくはＣ_６～１２アルカン、例えばヘプタン、オクタン、またはＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製Ｉｓｏｐａｒ溶媒、ノナン、デカン、およびそれらの異性体）、シクロアルカン（好ましくはＣ_６～１２シクロアルカン、例えばシクロヘキサンおよびデカリンおよび同類のもの）、アルキルベンゼン（好ましくはモノ－またはジ－Ｃ_１～６アルキルベンゼン、例えばトルエン、キシレン、および同類のもの）、アルキルエステル（好ましくはＣ_２～５アルキルエステル、例えば酢酸エチル、酢酸イソブチル、および同類のもの）、ならびにＣ_３～５アルキルアルコール（例えばイソプロパノールおよび同類のものならびにそれらの異性体）が挙げられる。アルキルベンゼンとアルカンの混合物が特に有用である。

ポリマー添加剤に加えて、ポリマー混合物は湿潤剤（界面活性剤）も含んでもよい。マイクロセルへの封止剤の接着を改善し、より柔軟なコーティングプロセスを提供するために、湿潤剤（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＦＣ界面活性剤、ＤｕＰｏｎｔ製のＺｏｎｙｌフッ素系界面活性剤（fluorosurfactants）、フルオロアクリレート、フルオロメタクリレート、フルオロ置換長鎖アルコール、ペルフルオロ置換長鎖カルボン酸、およびそれらの誘導体、ならびにＯＳｉ（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ、Ｃｏｎｎ．）製Ｓｉｌｗｅｔシリコーン界面活性剤）も組成物中に含まれ得る。架橋化剤（例えばビスアジド、例えば４，４’－ジアジドジフェニルメタンおよび２，６－ジ－（４’－アジドベンザル）－４－メチルシクロヘキサノン）、加硫剤（例えば、２－ベンゾチアゾリルジスルフィドおよびテトラメチルチウラムジスルフィド）、多官能性モノマーまたはオリゴマー（例えば、ヘキサンジオール、ジアクリレート、トリメチロールプロパン、トリアクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレン）、熱開始剤（例えば、ジラウロリルペルオキシド（dilaurorylperoxide）、ベンゾイルペルオキシド）、および光開始剤（例えば、イソプロピルチオキサントン（ＩＴＸ）、Ｃｉｂａ－Ｇｅｉｇｙ製のＩｒｇａｃｕｒｅ ６５１およびＩｒｇａｃｕｒｅ ３６９）を含む他の構成成分も、オーバーコーティングプロセス中またはその後に架橋または重合反応によって封止層の物理機械的特性を向上させるのに非常に有用である。

マイクロセルアレイ７００は、上記の方法のいずれかによって調製され得る。図７Ａ～７Ｄに断面で示すように、マイクロセル壁部１０２は、バッキング層１０１（マイクロセルの底部）および伝導層２１０（これは、電気光学デバイスの第１の光透過性電極層として機能し得る）から上方に延びて、開口したマイクロセルを形成する。一実施形態では、伝導層２１０はバッキング層１０１上に、またはバッキング層１０１に形成される。図７Ａ～７Ｄは、伝導層２１０が連続し、バッキング層１０１の上に広がっていることを示しているが、伝導層２１０が連続し、バッキング層１０１の下にもしくはその内部に広がっているか、または伝導層２１０がマイクロセル壁部１０２によって中断されることも可能である。

マイクロセルには次に、非極性流体中の帯電粒子を含む電気泳動媒体２２５が充填されて、複数の充填されたマイクロセルが形成される。マイクロセルには、種々の技術を使用して充填することができる。一部の実施形態では、ブレードコーティングを使用して、マイクロセル壁部１０２の深さまでマイクロセルに充填してもよい。他の実施形態では、インクジェット式マイクロインジェクションを使用してマイクロセルに充填してもよい。さらに他の実施形態では、マイクロニードルアレイを使用して、マイクロセルのアレイに電気泳動媒体２２５を充填してもよい。

図７Ｃに示すように、充填後、マイクロセルは水性封止組成物を塗布することにより封止されて、封止層２３０を含む封止マイクロセル７８０が形成される。一部の実施形態では、封止プロセスは、熱、乾燥熱気、またはＵＶ放射線への曝露を含んでもよい。封止層は、電気泳動媒体２２５の非極性流体に対する良好なバリア性を有しなければならない。

代替の実施形態では、反復フォトリソグラフィーを使用して、種々の個々のマイクロセルに所望の混合物が充填されてもよい。このプロセスは典型的には、空のマイクロセルのアレイをポジ型で作動するフォトレジストの層でコーティングすること、ポジ型フォトレジストを像様露光し、次いでフォトレジストを現像することによってある特定の数のマイクロセルを選択的に開口すること、開口したマイクロセルに所望の混合物を充填すること、および充填されたマイクロセルを封止プロセスによって封止することを含む。これらのステップを繰り返して、他の混合物を充填した封止マイクロセルを作り出してもよい。この手順により、所望の比の混合物または濃度を有するマイクロセルの大きなシートの形成が可能になる。

充填されたマイクロセルの封止は、いくつかの方法で達成することができる。１つの手法は、水性封止組成物を電気泳動媒体組成物と混合することを含む。水性封止組成物は、電気泳動組成物と非混和性であってもよく、好ましくは電気泳動媒体組成物の比重よりも小さい比重を有する。水性封止組成物と電気泳動媒体組成物の２つの組成物を入念に混合し、精密コーティング機構、例えばメイヤーバー、グラビア、ドクターブレード、スロットコーティング、またはスリットコーティングを使用して、複数のマイクロセル上にすぐにコーティングする。過剰な流体はワイパーブレードまたは同様のデバイスでこすり取る。少量の弱溶媒または溶媒混合物、例えばイソプロパノール、メタノール、またはそれらの水溶液を使用して、マイクロセルの仕切り壁部の頂面上の残留流体を取り除いてもよい。その後、水性封止組成物は電気泳動媒体組成物から分離し、電気泳動媒体液体組成物の上に浮遊する。あるいは、電気泳動媒体組成物と水性封止組成物の混合物をマイクロセルに充填した後、基材を頂部上に積層して、組成物の混合物の計量を制御し、水性封止組成物の電気泳動媒体組成物からの相分離を促進して、均一な封止層が形成され得る。使用される基材は、最終的な構造における機能性基材であり得るか、または後で除去することができる犠牲基材、例えば剥離基材であり得る。次いで、水性封止組成物をインサイチューで（すなわち、電気泳動媒体組成物と接触しているときに）硬化させることにより、封止層を形成する。水性封止組成物の硬化は、ＵＶまたは他の形態の放射線、例えば可視光、ＩＲ、または電子ビームによって達成され得る。あるいは、熱または湿気硬化性水性封止組成物を使用する場合、熱または湿気を使用して水性封止組成物を硬化させることもできる。

別の手法では、電気泳動媒体組成物を最初にマイクロセル中に充填し、その後、充填されたマイクロセル上に、水性封止組成物をオーバーコーティングすることができる。オーバーコーティングは、従来のコーティングおよび印刷プロセス、例えばブランケットコーティング、インクジェット印刷、または他の印刷プロセスによって達成されてもよい。この手法では、溶媒の蒸発、放射線、熱、湿気、または界面反応によって水性封止組成物を硬化させることにより、封止層をインサイチューで形成する。界面重合とその後のＵＶ硬化は、封止プロセスに有益である。界面重合によって界面に薄いバリア層が形成されることにより、電気泳動媒体組成物と封止オーバーコーティングと間の相互混合が著しく抑制される。次に、例えばＵＶ放射線による、後硬化ステップによって封止を完了させる。電気泳動媒体組成物の比重よりも小さい比重を有する水性封止組成物を使用することにより、相互混合の程度をさらに低減することができる。揮発性有機溶媒を使用して、封止オーバーコーティングの粘度および厚さを調節してもよい。最適な封止性およびコーティング性のために水性封止組成物のレオロジーを調節してもよい。揮発性溶媒がオーバーコーティングに使用される場合、それは電気泳動媒体組成物中の溶媒と非混和性であることが好ましい。

マイクロセルに充填され、マイクロセルが封止された後、封止アレイは、複数の電極を含む第２の電極層２５０で積層されてもよい。図７Ｄに示すように、第２の電極層２５０を封止層２３０上に付着させて、電気光学デバイス７９０を形成してもよい。接着剤を使用して第２の電極層２５０を封止層２３０上に付着させてもよい（接着剤層は図７Ｄに示さず）。接着剤は電気伝導性であってもよい。接着剤層の接着剤は、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、または熱、湿気、もしくは放射線硬化性接着剤であり得る。積層接着剤は、頂部伝導層が放射線に対して通過性である場合、頂部伝導層を通して放射線、例えばＵＶによって後硬化させられてもよい。他の実施形態では、複数の電極は、マイクロセルの封止アレイに直接結合してもよい。

一般に、マイクロセルは任意の形状であり得、そのサイズおよび形状は様々であり得る。マイクロセルは、１つのシステムにおいて均一のサイズおよび形状のものであり得る。しかしながら、形状およびサイズが混在したマイクロセルを有することが可能である。マイクロセルの開口部は、円形、正方形、長方形、六角形、または他の任意の形状であり得る。開口部間の仕切り領域のサイズも様々であり得る。個々のマイクロセルのそれぞれの寸法は、約１×１０^１～約１×１０^６μｍ^２、約１×１０^２～約１×１０^６μｍ^２、または約１×１０^３～約１×１０^５μｍ^２の範囲であり得る。

マイクロセルの深さは、約５～約２００μｍまたは約１０～約１００μｍの範囲であり得る。総面積に対する開口部の比は、約０．０５～約０．９５または約０．４～約０．９の範囲である。

電気泳動ディスプレイは通常、電気光学材料層、および電気泳動材料の向かい合う側面に配置された少なくとも２つの他の層を含み、これら２つの層のうちの１つは電極層である。このようなディスプレイの大半では両方の層が電極層であり、電極層の一方または両方がパターン形成されてディスプレイの画素を画定している。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延びる細長い列電極にパターン形成されてもよく、画素は行電極と列電極の交点によって画定される。あるいは、より一般的には、一方の電極層が単一の連続電極の形態を有し、他方の電極層は画素電極のマトリクスにパターン形成され、これらのそれぞれがディスプレイの１画素を画定する。ディスプレイと別にスタイラス、プリントヘッド、または同様の可動電極とともに使用することを意図した別のタイプの電気泳動ディスプレイでは、電気光学材料層に隣接する層の一方のみが電極を含み、電気光学材料層の反対側の層は典型的には、可動電極が電気光学材料層を損傷させるのを防ぐことを意図した保護層である。

３層電気泳動ディスプレイの製造には、通常、少なくとも１回の積層操作が必要とされる。例えば、前述のＭＩＴおよびＥ Ｉｎｋの特許および出願のいくつかには、カプセル化電気泳動ディスプレイを製造するためのプロセスが記載されており、このプロセスでは、結合剤中のカプセルを含むカプセル化電気泳動媒体を、プラスチックフィルム上の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または同様の伝導性コーティングを含む可撓性基材上にコーティングする。これとは別に、画素電極のアレイと、画素電極を駆動回路に接続するための適切な配列の導体とを含有するバックプレーンが調製される。最終的なディスプレイを形成するには、電気光学材料層を有する基材を、積層接着剤を使用してバックプレーンに積層する。

前述の米国特許第６，９８２，１７８号には、大量生産に充分に適合した固体電気光学ディスプレイを組み立てる方法が記載されている。本質的には、この特許は、光透過性電極層、光透過性電極層と電気的に接触する電気光学材料層、接着剤層、および剥離シートを順番に含む、いわゆる「フロントプレーン積層体」（「ＦＰＬ」）を記載している。典型的には、光透過性電極層は光透過性基材上に担持されることになり、この光透過性基材は、好ましくは、基材が永久変形することなく（例えば）直径１０インチ（２５４ｍｍ）のドラムの周囲に手動で巻き付けられ得るという意味で可撓性である。基材は典型的には、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）の範囲の厚さを有する。光透過性電極層は、好都合には、例えばアルミニウムまたはＩＴＯの薄い金属または金属酸化物層であり、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「アルミニウム被覆Ｍｙｌａｒ」（「Ｍｙｌａｒ」は登録商標である）として市販されており、このような市販の材料をフロントプレーン積層体において良好な結果で使用することができる。このようなフロントプレーン積層体を使用した電気泳動ディスプレイの組立ては、フロントプレーン積層体から剥離シートを除去し、接着剤層をバックプレーンに接着させるのに効果的な条件下で接着剤層をバックプレーンと接触させ、それによって接着剤層、電気光学材料層、および光透過性電極層をバックプレーンに固定することによって行ってもよい。フロントプレーン積層体は典型的にはロール・ツー・ロールコーティング技術を使用して大量生産され、次いで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ピースに切断され得るので、このプロセスは大量生産に十分に適合している。

米国特許第７，５６１，３２４号には、前述の米国特許第６，９８２，１７８号のフロントプレーン積層体の本質的に簡略化バージョンである、いわゆる「二倍剥離シート」が記載されている。二倍剥離シートの一形態は、２つの接着剤層の間に挟まれた電気光学材料層を含み、接着剤層の一方または両方が剥離シートで被覆されている。二倍剥離シートの別の形態は、２枚の剥離シートの間に挟まれた固体電気光学材料の層を含む。二倍剥離フィルムの両方の形態は、既に説明したフロントプレーン積層体から電気泳動ディスプレイを組み立てるためのプロセスと概ね同様のプロセスにおける使用が意図されているが、２回の別々の積層が必要とされ、典型的には、第１の積層において、二倍剥離シートをフロント電極に積層してフロントサブアセンブリを形成し、次に第２の積層において、フロントサブアセンブリをバックプレーンに積層して最終的なディスプレイを形成するが、所望によりこれら２回の積層の順序は逆にすることができる。

米国特許第７，８３９，５６４号には、前述の米国特許第６，９８２，１７８号に記載されたフロントプレーン積層体の変形体である、いわゆる「反転フロントプレーン積層体」が記載されている。この反転フロントプレーン積層体は、光透過性保護層および光透過性電極層のうちの少なくとも１つ、接着剤層、電気光学材料層、ならびに剥離シートを順番に含むことができる。この反転フロントプレーン積層体は、電気光学材料層と光透過性電極層との間に積層接着剤の層を有する電気光学デバイスを形成するために使用され、第２の典型的には薄い接着剤の層は、電気光学材料層とバックプレーンとの間に存在しても存在しなくてもよい。このような電気光学ディスプレイは、良好な解像度と良好な低温性能とを兼ね備えることができる。

本発明の電気泳動ディスプレイは、圧電材料を含む圧電材料層を含んでもよい。このような電気泳動ディスプレイは、電力供給を必要とせずに動作することができる。これは、電気泳動ディスプレイの構造が簡略化されることを意味する。圧電材料層は、（ａ）電気光学材料層と第１の光透過性電極層との間に、（ｂ）電気光学材料層と第２の電極層との間に、または（ｃ）電気光学材料層の隣に並んで、位置してもよい。

圧電気は、加えられた機械的応力に応じて固体材料（圧電材料）に蓄積する電荷である。圧電材料の例としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、石英（ＳｉＯ_２）、ベルリナイト（ＡｌＰＯ_４）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ_４）、トルマリン、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム、ケイ酸ランタンガリウム、酒石酸ナトリウムカリウム、および他の任意の公知の圧電材料が挙げられる。圧電材料層はイオン液体をさらに含んでもよい。

圧電気によって発生した電圧は、電気泳動材料層の顔料を駆動して、ディスプレイの視認側から視認したときの電気泳動材料の色または画像を変化させることができる。例えば、圧電材料層を含む電気光学ディスプレイを曲げるか、またはそれに応力を導入することにより電圧を発生させることができ、この電圧を利用して電気泳動材料の色顔料を移動させることができる。

図８は、圧電材料層および本発明による封止層を含む電気光学ディスプレイの一例を示す。図８は、電気光学材料層２６０を駆動することができる圧電材料層８０２を含む電気光学ディスプレイ８００の断面図である。電気光学ディスプレイは、第１の光透過性電極層２１０、電気光学材料層２６０、圧電材料層８０２、および第２の電極層２５０を含む。圧電材料層８０２は、第２の電極層２５０と電気光学材料層２６０との間に配置されるのに対し、電気光学材料層２６０は、第１の電極層２１０と圧電材料層８０２との間に配置される。電気光学材料層２６０は複数のマイクロセル（図８に示さず）を含んでもよく、複数のマイクロセルのそれぞれは底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。本発明による封止層（図８に示さず）は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層は圧電材料層８０２に隣接して配置されてもよい。第１の光透過性電極層２１０は、単一の連続電極（伝導層とも呼ばれる）の形態を有してもよく、第２の電極層２５０は、複数の画素電極（画素電極のマトリクス）を含んでもよい。ディスプレイはユーザーによって曲げられることで、ディスプレイを動作させるのに十分な電圧を発生させることができる。

図９は、電気光学材料層２６０を駆動することができる圧電材料層８０２を含む電気光学ディスプレイ９００の別の例の断面図を示す。電気光学材料層は、第１の光透過性電極層２１０、圧電材料層８０２、電気光学材料層２６０、および第２の電極層２５０を含む。圧電材料層８０２は、第１の光透過性電極層２５０と電気光学材料層２６０との間に配置されるのに対し、電気光学材料層２６０は、第２の電極層２５０と圧電材料層８０２との間に配置される。電気光学材料層２６０は複数のマイクロセル（図９に示さず）を含んでもよく、複数のマイクロセルのそれぞれは底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。本発明による封止層（図８に示さず）は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層は第２の電極層２５０に隣接して配置されてもよい。封止層は圧電材料層８０２に隣接して配置されてもよい。電気光学ディスプレイは接着剤層（図９に示さず）をさらに含んでもよく、接着剤層は、電気光学材料層２６０と第２の電極層２５０との間に配置される。具体的には、圧電材料層は電気光学材料層２６０の封止層と接触していてもよい。第１の光透過性電極層２１０は、単一の連続電極（伝導層とも呼ばれる）の形態を有してもよく、第２の電極層２５０は、複数の画素電極（画素電極のマトリクス）を含んでもよい。

図１０は、（１）電気光学材料層２６０を駆動することができる圧電材料層８０２、および（２）本発明による封止層を含む電気光学ディスプレイ１０００の一例の断面図を示す。電気光学材料層は、第１の光透過性電極層２１０、電気光学材料層２６０、圧電材料層８０２、および第２の電極層２５０を含む。この実施形態では、圧電材料層８０２は、電気光学材料層と第２の電極層２５０との間に位置する。圧電材料層８０２は電気泳動材料層２６０の第１の部分のみと重なる。第２の電極層２５０は、圧電材料層８０２の全ておよび電気光学材料層の第２の部分と重なり、電気光学材料層の第２の部分は圧電材料層８０２と重ならない。電気光学材料層の第１の部分は、第１の複数のマイクロセル（図１０に示さず）を含んでもよく、第１の電気抵抗を有してもよく、その一方で、電気光学材料層の第２の部分は、第２の複数のマイクロセル（図１０に示さず）を含んでもよく、第２の電気抵抗を有してもよい。図１０に示すように、第１の光透過性電極層２１０は電気光学材料層２６０に隣接し、圧電材料層および第２の電極層２５０に対して電気光学材料層２６０の反対側にある。

第１および第２の複数のマイクロセルのそれぞれは、底部、壁部、および開口部を含み、第１および第２の複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。本発明による封止層（図１０に示さず）は、第１および第２の複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層は、圧電材料層８０２および第２の電極層２５０に隣接して（電気光学材料層の側であって、第１の光透過性電極層２１０とは反対側に）配置されてもよい。

別の例では、図８、図９および図１０に示すように、圧電材料層を電気光学材料層上に直接積層するか、または電気光学材料層と重ねる代わりに、図１１に示すように、圧電材料層８０２を半伝導または高抵抗層１１１２上に積層してもよく、次いで半伝導または高抵抗層１１１２を第１の光透過性電極層２１０上に積層する。この構成では、電気光学ディスプレイ１１００は、半伝導または高抵抗層１１１２を含む。半伝導または高抵抗層１１１２は、圧電材料層８０２の上の電気光学材料層２６０の一部と入れ替わり、これによりディスプレイの全体的な厚さを減少させるとともに、圧電材料層８０２を横切る電荷の速い散逸を防止して、（圧電材料層８０２によって）局所的に生成された電荷が効果的かつ効率的に電気光学材料層２６０上に印加され得る。これは、ディスプレイのコントラスト比の改善につながる。図１１に示すように、第１の光透過性電極層２１０と第２の電極層２５０は、電気光学材料層２６０、半伝導または高抵抗層１１１２、および圧電材料層８０２を挟む。電気光学材料層２６０は複数のマイクロセル（図１１に示さず）を含んでもよく、複数のマイクロセルのそれぞれは底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。本発明による封止層（図１１に示さず）は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層（図１１に示さず）は第１の電極層２１０に隣接して配置されてもよい。封止層（図１１に示さず）は第２の電極層２５０に隣接して配置されてもよい。

別の例では、図１２は、圧電層および本発明による封止層を含む電気光学ディスプレイ１２００の断面図を示す。ディスプレイ１２００は、圧電材料層８０２の一部分のみが第１の光透過性電極層２１０と重なっている点で、図１１に示したディスプレイとは異なる。この構成では、より良好な画像が圧電材料層８０２から生成され得るように、圧電材料層８０２がニュートラルプレーン位置に設置されることを避けることができる。加えて、圧電材料層８０２は金属化圧電材料層であってもよく、金属層１２１３によって被覆されてもよい。一部の実施形態では、金属層１２１３と第１の電極光透過層２１０との間に、第１の半伝導層１１１２が位置していてもよい。圧電材料層８０２と第２の電極層２５０との間に、別の半伝導層である第２の半伝導層１２１０が位置していてもよい。第１の電極層２１０および第２の電極層２５０を含む本明細書で提示される全ての層は、このディスプレイがいずれの方向または向きからも視認されうるように、光透過性であってもよいことを理解すべきである。電気光学材料層２６０は複数のマイクロセル（図１２に示さず）を含んでもよく、複数のマイクロセルのそれぞれは底部、壁部、および開口部を含み、複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っている。本発明による封止層（図１２に示さず）は、複数のマイクロセルの開口部にまたがっている。封止層（図１２に示さず）は第２の電極層２５０に隣接して配置されてもよい。封止層（図１２に示さず）は第２の半伝導層１２１０に隣接して配置されてもよい。

図１３は、電気光学ディスプレイ１３００のさらに別の例の断面図を示す。電気光学ディスプレイ１３００は、圧電材料層および本発明による封止層を含む。図１３に示すように、電気光学材料層２６０は、圧電材料層８０２の下に部分的に延びて重なって、圧電材料層８０２との確実な接続を確保してもよい。この例では、電気光学ディスプレイ層２６０は、マイクロセル６０７を有する一部分と、実質的に平坦で、圧電材料層８０２との接続を確立するように構成された別の部分１３１５とを有してもよい。この構成では、圧電材料層８０２は、実質的に平坦な部分１３１５上で重なるように位置して、電気光学材料層２６０との良好な接続を確保する。この構成は、圧電材料層８０２と電気光学材料層２６０との間の強い接続を有利に確立することができる。例えばこの構成は、電気光学ディスプレイ１３００に対する曲げの繰り返しまたはそれに加えられる応力に耐えることができる電気光学材料層２６０と、圧電材料層８０２との間の強固な接続を提供する。加えて、接着剤層２４０は、圧電材料層８０２と第１の光透過性電極層２１０との間に設置されてもよい。マイクロセル６０７のそれぞれは開口部を含み、封止層２３０は各マイクロセル開口部にまたがっている。さらに、第２の電極層２５０が電気光学材料層２６０に隣接している。第２の電極層２５０は、基材１３１６と電気光学材料層２６０との間に配置される。

図８、９、１０、１１、１２、および１３によって示す電気光学ディスプレイの例における封止層は耐水性である。封止層は、溶媒を除く封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および溶媒を除く封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタンを含む。

電気泳動媒体。

本発明に関して電気泳動媒体とは、マイクロセル内の組成物を指す。ディスプレイ用途では、マイクロセルには、非極性流体中の少なくとも１種類の帯電顔料粒子を充填してもよい。電気泳動媒体は、１種類の帯電型の粒子、または異なる色、電荷、および電荷極性を有する１種類超の粒子を含んでもよい。帯電粒子は、電気光学材料層を横切って印加される電場の影響下で、電気泳動媒体を通って移動する。帯電粒子は、その安定性を改善するためのポリマー表面処理を有する無機または有機顔料であり得る。電気泳動媒体は、白色、黒色、シアン色、マゼンタ色、黄色、青色、緑色、赤色、および他の色を有する顔料を含んでもよい。電気泳動媒体はまた、電荷制御剤 電荷補助剤、レオロジー改質剤、および他の添加剤を含んでもよい。非極性流体の例としては、炭化水素、例えばＩｓｏｐａｒ、デカヒドロナフタレン（ＤＥＣＡＬＩＮ）、５－エチリデン－２－ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油、ケイ素流体、芳香族炭化水素、例えばトルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼン、またはアルキルナフタレン、ハロゲン化溶媒、例えばペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５－トリクロロベンゾトリフルオリド、クロロペンタフルオロ－ベンゼン、ジクロロノナン、またはペンタクロロベンゼン、および全フッ素化溶媒、例えば３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮ）製のＦＣ－４３、ＦＣ－７０、またはＦＣ－５０６０、低分子量ハロゲン含有ポリマー、例えばＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ、Ｏｒｅｇｏｎ）製のポリ（ペルフルオロプロピレンオキシド）、ポリ（クロロトリフルオロ－エチレン）、例えばＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｒｐ．（Ｒｉｖｅｒ Ｅｄｇｅ、ＮＪ）製のＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｏｉｌ、ペルフルオロポリアルキルエーテル、例えばＡｕｓｉｍｏｎｔ製のＧａｌｄｅｎ、またはＤｕＰｏｎｔ（Ｄｅｌａｗａｒｅ）製のＫｒｙｔｏｘオイルおよびグリースのＫ－Ｆｌｕｉｄシリーズ、Ｄｏｗ－ｃｏｒｎｉｎｇ製のポリジメチルシロキサンベースのシリコーン油（ＤＣ－２００）が挙げられる。

電気泳動媒体は、２種類またはそれよりも多い種類の帯電粒子を含んでもよい。電気泳動媒体は、４種類の帯電粒子、すなわち第１の種類、第２の種類、第３の種類および第４の種類の帯電粒子を含んでもよい。第１、第２、第３および第４の種類の帯電粒子は、それぞれ第１、第２、第３および第４の色を有する、第１、第２、第３および第４の種類の顔料を含んでもよい。第１、第２、第３および第４の色は、互いに異なってもよい。第１の種類の粒子は無機顔料を含んでもよく、第１の電荷極性を有する。第２および第３の種類の粒子は、第２の電荷極性とは反対の第２の電荷極性を有してもよい。第４の種類の粒子は、第１の電荷極性または第２の電荷極性を有してもよい。第１の種類の粒子は白色であってもよい。第２、第３および第４の帯電粒子は、シアン色、マゼンタ色、および黄色からなる群から選択される色を有してもよい。

封止層

封止層は、非極性流体が複数のマイクロセルから除去されないように、電気泳動媒体に対するバリアを提供しなければならない。さらに、封止層は電気泳動媒体と接触し、それをマイクロキャビティ内に封止するため、封止層は、デバイスの寿命中に非極性流体がマイクロセルから外に拡散しないように、（１）電気泳動媒体の非極性流体に実際的に不溶性で、かつ（２）非極性流体に対する良好なバリアでなければならない。非極性流体に対する封止層のバリア性が低いと、電気泳動媒体からの流体の減少および封止層のたるみにつながる。ある特定の用途では、電気泳動デバイスが過酷な条件、例えば水への曝露、またはさらには水中への挿入に曝され得る場合、封止層はまた耐水性である必要がある。すなわち、封止層は水中で弾力がなければならず、そのような条件下で電気泳動媒体を保護しなければならない。封止層は、デバイスの電気光学性能に悪影響を及ぼしてはならない。

本発明の発明者らは、ポリ（ビニルアルコール）とポリウレタンの組合せを含む封止層であって、ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する封止層が、そのような利益を提供することを見出した。封止層の形成に使用されるポリ（ビニルアルコール）は、水溶性であってもよい。

その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有するポリ（ビニルアルコール）の一例は、三菱ケミカル株式会社から供給されているＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－４１０である。この材料は架橋性であり、熱処理またはＵＶ放射線への曝露によって架橋され得る。その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有するポリ（ビニルアルコール）の他の市販品の例としては、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－１００、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－２００、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－２０５、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－２１０、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－２２０、ＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－３００、およびＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－３２０が挙げられる。ポリ（ビニルアルコール）は、ビニルアルコールとビニルアセトアセテートの重合によって形成されるコポリマーであり得る。ポリ（ビニルアルコール）は、ビニルアルコール、酢酸ビニル、およびビニルアセトアセテートの重合によって形成されるターポリマーであり得る。封止層は、溶媒を除く封止層の重量に対して４０重量パーセント～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）（このポリ（ビニルアルコール）は、その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する）を含む。封止層は、溶媒を除く封止層の重量に対して４５重量パーセント～９３重量パーセント、または５０重量パーセント～９０重量パーセント、または５５重量パーセント～８５重量パーセント、または６０重量パーセント～８０重量パーセント、または６５重量パーセント～７８重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）（このポリ（ビニルアルコール）は、その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する）を含んでもよい。その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有するポリ（ビニルアルコール）は、９０パーセント～９９パーセント、または９１パーセント～９８パーセント、または９２パーセント～９６パーセントの加水分解度を有してもよい。その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有するポリ（ビニルアルコール）は、１，０００～１，０００，０００ダルトン、または１０，０００～８００，０００ダルトン、または２０，０００～７００，０００ダルトン、または４０，０００～６００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。封止層のポリ（ビニルアルコール）は架橋されていてもよい。架橋ポリ（ビニルアルコール）は、架橋化剤と出発（非架橋）ポリ（ビニルアルコール）との反応によって形成されてもよい。架橋反応は、ポリ（ビニルアルコール）のヒドロキシル基またはアセトアセテート官能基で起こり得る。架橋剤は２つまたはそれよりも多いポリ（ビニルアルコール）ポリマー分子と反応して、ポリマー間の結合を形成する。その結合は共有結合であってもよい。架橋剤は、２つまたはそれよりも多い反応性官能基、例えばアルコール、アミン、およびアルデヒドを有してもよい。複数のクラスの架橋剤の非限定的な典型例としては、ジアミン、ポリアミン、ジオール、ポリオール、ジアルデヒド、ジヒドラジド、有機チタネート、有機ジルコネート、および有機ボレートが挙げられる。架橋剤は、２～６個の炭素原子を有する飽和ジアルデヒド、例えばグリオキサールであり得る。ポリ（ビニルアルコール）架橋剤の他の例としては、メトキシレンジアミン、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、アジポイルジヒドラジド、ＺｒＯ（ＯＨ）Ｃｌ・ｎＨ_２Ｏ、（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２、Ｓｅｑｕａｒｅｚ ７５５、およびＳａｆｅｌｉｎｋ^ＴＭＳＰＭ－０１が挙げられる。

その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する架橋ポリ（ビニルアルコール）は、架橋性ポリ（ビニルアルコール）および架橋剤によって形成され得る。架橋剤は１日より長いポットライフを有する。架橋剤は２日より長い、３日より長い、５日より長い、または７日より長いポットライフを有してもよい。

本発明の封止層は、溶媒を除く封止層の重量に対して５重量パーセント～６０重量パーセントのポリウレタンを含む。封止層は、溶媒を除く封止層の重量に対して１０重量パーセント～５５重量パーセント、または１５重量パーセント～５０重量パーセント、または１８重量パーセント～４５重量パーセント、または２０重量パーセント～４０重量パーセント、または２２重量パーセント～３５重量パーセントのポリウレタンを含んでもよい。ポリウレタンは、エステルポリウレタンまたはポリカーボネートポリウレタンであり得る。ポリウレタンは、１，０００～２，０００，０００ダルトン、５，０００～１，５００，０００ダルトン、１０，０００～１，０００，０００ダルトン、または３０，０００～８００，０００ダルトンの数平均分子量を有してもよい。封止層のポリウレタンは架橋されていてもよい。架橋ポリウレタンは、架橋剤を使用した架橋性ポリウレタンの架橋によって形成されてもよい。架橋剤は、ポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドであり得る。同じ封止層のポリ（ビニルアルコール）とポリウレタンは、両方とも架橋されていてもよい。

ポリウレタンは典型的には、ジイソシアネートを伴う重付加プロセスにより調製される。ポリウレタンの非限定的な例としては、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエーテルポリウレア、ポリウレア、ポリエステルポリウレア、ポリエステルポリウレア、ポリイソシアネート（例えば、イソシアネート結合を含むポリウレタン）、およびポリカルボジイミド（例えば、カルボジイミド結合を含むポリウレタン）が挙げられる。一般に、ポリウレタンはウレタン基を含有する。本明細書に記載の水性封止組成物および封止層に利用されるポリウレタンは、当技術分野で公知の方法を使用して調製され得る。好ましくは、本発明の水性封止組成物および封止層のポリウレタンは、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、およびそれらの混合物である。

本発明の封止層のポリウレタンは、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）によって決定されたときに、高い結晶化度を有し得る。典型的には、ポリウレタンはセグメント構造を有する。すなわち、イソシアネート成分（または、存在する場合は鎖延長剤）に由来するハードセグメント、およびジオール（またはポリオール）成分に由来するソフトセグメントである。ポリウレタン合成に使用されるモノマーの特質および分子構造は、ハードセグメントおよびソフトセグメントの特性に重要な役割を果たす。典型的には、ポリウレタンの結晶化度は、ジオール（またはポリオール）モノマーの選択によって制御することができる。

本発明の発明者らは、特定の融解特性を有するポリウレタンの使用により、対応する封止層の耐水性の改善が示されることを観察した。具体的には、１１５℃およびそれより高いピーク融解温度（Ｔｍ）、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数（Ｉｃ）を有するポリウレタンは、耐水性の改善を示す。ピーク融解温度（Ｔｍ）および結晶化度指数（Ｉｃ）は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定した。ＤＳＣ法は、ポリウレタン試料の温度を３０℃から２２０℃まで速度１０℃で上昇させることを含む。熱流を様々な温度で測定する。熱流（Ｗ／ｇ単位）対温度の線の最も低い点がピーク融解温度（Ｔｍ）である。グラフの面積（ベースラインと熱流の線との間）は、融解のエンタルピー（Ｊ／ｇ単位で表示）に相当する。結晶化度指数（Ｉｃ）は、（Ａ１／Ａ）の比を１００倍した値と決定され、ここでＡはベースラインと熱流の線との間の面積である。面積Ａ１は、ピーク融解温度より下のグラフの面積に相当する面積であり、面積Ａ１は、グラフの最も低い点（ピーク融解温度に相当する）と開始温度に相当するベースラインの点とを結ぶ直線によって画定される。

封止層は、ポリウレタンに対して、１９～０．７、または１５～０．８、または１０～１、または８～１．５、または５～２の重量比でポリ（ビニルアルコール）を含んでもよい。

本発明の封止層は界面活性剤をさらに含んでもよい。水性封止組成物（および対応する封止層）はまた、界面活性剤とも呼ばれる湿潤剤を含んでもよい。湿潤剤の例としては、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＦＣ界面活性剤、ＤｕＰｏｎｔ製のＺｏｎｙｌフッ素系界面活性剤、フルオロアクリレート、フルオロメタクリレート、フルオロ置換長鎖アルコール、ペルフルオロ置換長鎖カルボン酸、およびそれらの誘導体、ならびにＯＳｉ（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ、Ｃｏｎｎ）製のＳｉｌｗｅｔシリコーン界面活性剤が挙げられる。湿潤剤は、封止層とマイクロセルとの間の親和性を増加させ、それらの間の界面面積を増大させ、マイクロセルへの封止層の接着性を改善し、より柔軟なコーティングプロセスを提供することができる。界面活性剤はアセチレンジオールであり得る。アセチレンジオールの非限定的な例は、７，１０－ジメチル－８－ヘキサデシン－７，１０－ジオール、４，７－ジメチル－５－デシン－４，７－ジオール、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール、および３，６－ジメチル－４－オクチン－３，６－ジオールである。アセチレンジオールの市販品としては、ＤＹＮＯＬ^ＴＭ６０７、ＤＹＮＯＬ^ＴＭ６０４、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４６５、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４４０、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４８５、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）２５０２、およびＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）ＦＳ－８５が挙げられる。ＤＹＮＯＬ^ＴＭおよびＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）界面活性剤はＥｖｏｎｉｋから供給されている。界面活性剤は有機シリコーン表面張力低下剤、例えばＭｏｍｅｎｔｉｖｅから供給されているＳｉｌｗｅｔ（登録商標）Ｌ－７６０７であり得る。

封止層は、水性封止組成物によって形成されてもよい。水性封止組成物は、（ｉ）溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、その分子構造中にアセトアセテート官能基を含有するポリ（ビニルアルコール）；および（ｉｉ）溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタン；および（ｉｉｉ）水性担体を含んでもよい。

水性封止組成物は、水性封止組成物の重量に対して５～９８重量パーセント、または１０～９０重量パーセント、または１５～８０重量パーセント、または２０～７０重量パーセント、または２５～６０重量パーセントの水性担体を含んでもよい。

水性封止組成物の塗布、乾燥、または硬化により封止層が形成される。封止層は、乾燥または硬化後に封止層中に残る幾分かの残留水および他の溶媒を有してもよい。

ポリウレタンは水性溶液、または水性分散液、または水性エマルション、またはラテックスとして水性封止組成物に添加されてもよい。

水性封止組成物は、溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して０．５～１０重量パーセントのポリウレタン架橋剤を含んでもよい。ポリウレタン架橋剤は、水性封止組成物のポリウレタンとマイクロセルのポリマー分子との間に化学結合を形成して、封止層とマイクロセルとの間の接着性を増加させる。ポリウレタン架橋剤は、好ましくは封止組成物の水性担体中に可溶性または分散性である。ポリウレタン架橋剤はモノマー、オリゴマー、またはポリマーであり得る。ポリウレタン架橋剤の例としては、ポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドが挙げられる。ポリカルボジイミド架橋剤は酸性のｐＨ条件で反応性である。好ましくは、架橋剤はスルホサクシネート界面活性剤を含まない。

水性封止組成物は、溶媒を除く水性封止組成物の重量に対して０．１～１０重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）架橋剤を含んでもよい。

水性封止組成物は、構成成分を水担体中で混合することにより調製される。水性封止組成物は、適切な表面に塗布されて、封止層を形成することができる。水性封止組成物は、その調製後すぐに、またはより典型的にはその調製の数時間後もしくは数日後に、封止層の形成に使用することができる。水性封止組成物を使用前にある期間保存する必要がある場合には、経時的に安定な水性封止組成物を得るために注意を払わなければならない。例えば、水性封止組成物は、封止層を形成するために首尾よく水性封止組成物を塗布することができるように、粘度が十分に低い流体でなければならない。これは、水性封止組成物が十分に長いポットライフを有しなければならないことを意味する。一部の場合には、ポリ（ビニルアルコール）架橋剤は、存在する場合、水性封止組成物の粘度を、封止層を形成するためのその使用を妨げるレベルまで増加させ得る。したがって、十分に長いポットライフを有する水性組成物をもたらすポリ（ビニルアルコール）架橋剤を利用するように注意を払わなければならない。水性封止組成物は、１日よりも長い、３日よりも長い、５日よりも長い、または７日よりも長いポットライフを有してもよい。長いポットライフを提供するポリ（ビニルアルコール）架橋剤の非限定的な例としては、三菱ケミカル株式会社から供給されているＳａｆｅｌｉｎｋ^ＴＭＳＰＭ－０１、グリオキサール、および有機ジルコネート、例えばＺｒＯ（ＯＨ）Ｃｌ＊ｎＨ_２Ｏ（第一稀元素化学工業株式会社からＺＩＲＣＯＺＯＬ ＺＣ－２として供給されている）および（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２（第一稀元素化学工業株式会社からＺＩＲＣＯＺＯＬ ＡＣ－７として供給されている）が挙げられる。

水性封止組成物はまた、ｐＨ調節剤を含んでもよい。ｐＨ調節剤を水性封止組成物に添加して、そのｐＨを６．５～８．５の値に調節する。ｐＨ調節剤の一例は水酸化アンモニウムであるが、種々の酸および塩基を使用することができる。ｐＨ調節剤は、水性封止組成物のｐＨを増加させ、これにより使用前の水性封止組成物の架橋速度を低下させることができ、かつレオロジー改質剤が水性封止組成物の粒子と相互作用するのに最適なｐＨ条件を提供して、その効力を改善する。ｐＨ調節剤は、溶媒を除く封止用組成物の重量に対して０．２～１重量パーセントの含有量で使用されてもよい。

水性封止組成物（および得られる封止層）はまた、溶媒を除く水性封止組成物（および対応する封止層）の重量に対して０．０５～１０重量パーセント、または０．１～５重量パーセント、または０．５～２重量パーセントのレオロジー改質剤を含んでもよい。レオロジー改質剤は、水性封止組成物の保存中の安定性を増加させる。レオロジー改質剤はまた、フィルム形成を促進し、封止安定性を改善し、かつ他の機能を提供する。例としては、会合型増粘剤、アルカリ膨潤性アクリルエマルション、および他のポリマー増粘剤が挙げられる。水性封止組成物は、レオロジー改質剤として疎水変性アルカリ膨潤性アクリルエマルション、例えばＬｕｂｒｉｚｏｌから供給されているＳｏｌｔｈｉｘ^ＴＭＡ－１００を含んでもよい。水性封止組成物はせん断減粘性であり得、すなわち、より高いせん断であるほどその粘度が低下する。例えば、水性封止組成物のレオロジープロファイルは、せん断速度１０^－４ １／ｓにおける粘度と、せん断速度１０^２ １／ｓにおける粘度との間で、１／５倍～１／１０，０００倍への粘度の低下を示し得る。

本発明のこれらの態様および他の態様は、以下の実施例を考慮することによりさらに理解されることになり、実施例は、本発明のある特定の特別な実施形態を例示することを意図するものであるが、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

水性封止組成物および封止層の評価の方法

Ａ．封止層を形成する水性封止組成物の調製の例。

水性封止組成物の調製の例。容器内で水性ポリウレタン分散液を、界面活性剤およびポリ（ビニルアルコール）水溶液と合わせた。この分散液を、Ｈｅｉ－ｔｏｒｑｕｅ Ｖａｌｕｅ ２００オーバーヘッドミキサーを使用して９０ｒｐｍで１０分間混合した。その後、適量のポリウレタン架橋剤を添加し、適量のポリ（ビニルアルコール）架橋剤を添加し、分散液を９０ｒｐｍでさらに６０分間混合した。次に水酸化アンモニウムを使用してｐＨを６．５～８．５に調節し、分散液をさらに３０分間混合した。適量のレオロジー改質剤を分散液に滴下添加し、混合をさらに６０分間続けた。次に分散液を減圧下（２５ｍｍＨｇ）５日間脱気した。得られた水性封止組成物を、対応するディスプレイの封止層の調製に使用した。

Ｂ．ドローダウン法を使用した封止層の調製の例。

上記Ａで調製した水性封止組成物を、Ｇｒａｄｃｏのドローダウンコーターを使用して酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）－ＰＥＴフィルムのＩＴＯ側面上にコーティングした。１５ミルのギャップおよび８つのパスの正方形アプリケーターを使用した。ドローダウン速度は２ｍ／分に設定して、乾燥フィルム厚は３０±２μｍを目標とした。コーティングを１００℃のオーブンで１５分間乾燥させた。乾燥フィルムを２５℃および相対湿度（ＲＨ）５５％で２４時間コンディショニングした。

Ｃ．非極性流体に対する封止層のバリア性の評価。

上記のセクションＡで調製した水性組成物を使用して、図１４Ａに示すディスプレイ１４００の封止層を形成した。封止層を、上記Ｂに記載の方法により形成した。ディスプレイ１４００は、基材１４０３、第１の光透過性電極層２１０（伝導層）、プライマー層１４０５、マイクロセル層２２０、および封止層２３０を順番に含んだ。マイクロセルは、Ｉｓｏｐａｒ Ｅ中の顔料粒子を含む電気泳動媒体を含んだ。デバイス１４００は、７０℃で少なくとも２４時間保存した。この期間後、光学顕微鏡を使用して、電気泳動媒体の非極性流体の損失によって引き起こされる封止層のたるみについて電気光学ディスプレイを検査した。検査したマイクロキャビティの底部と封止層の底部表面の最も低い点との間の距離が、マイクロキャビティの底部と同じマイクロセルの封止層の下面の最も高い点との間の距離の８５％未満であれば、封止層はそのバリア性について不合格と表示する。それ以外の場合、すなわち、検査したマイクロセルの底部と封止層の最も低い点との間の距離が、マイクロセルの底部と検査したマイクロセルの封止層の底部表面の最も高い点との間の距離の８５％であるかまたはそれを超える場合、封止層はそのバリア性について合格と表示する。バリア性の評価は、調製した電気光学デバイスを光学顕微鏡によってディスプレイの視認側から見て観察することにより定性的に行うこともできる。ひどくたるんだ封止層を含むディスプレイは、非極性流体に対して良好なバリア性を有する封止層を含むデバイスとは著しく異なる外観を有する（均一な表面に対して不均一な表面）。例えば、図１５Ａに示すように均一に見える封止層を有するマイクロセルと、反対に、図１５Ｂに示すように不均一に見える封止を有するマイクロセル。

Ｄ．電気光学ディスプレイの調製。

Ｉｓｏｐａｒ Ｅ中の帯電顔料粒子（白色、黒色、および赤色）の混合物を複数のマイクロセルに充填し、次いで上記Ｂに記載のように水性封止組成物でコーティングすることにより、電気光学デバイスを調製した。図１４Ｂに示すディスプレイを構築した。電気光学ディスプレイ１４５０は、保護フィルム１４５１、光学的に透明な第１の接着剤層１４５２、基材１４０３、第１の光透過性電極層２１０（伝導層）、プライマー層１４０５、マイクロセル層２２０、封止層２３０、第２の接着剤層２４０、ＩＴＯ電極層１４５５、およびガラス層１４６０を順番に含んだ。電場の源１４６１は、第１の光透過性電極層２１０（伝導層）をＩＴＯ電極層１４５５と電気的に接続した。第１の光透過性層２１０はおおよその厚さが２５μｍであった。基材１４５３はおおよその厚さが１００μｍであった。プライマリー層１４０５はおおよその厚さが０．４μｍであった。マイクロセル層２２０は複数のマイクロセルを含んだ。各マイクロセルは、おおよその底部の厚さが０．４μｍであり、おおよその高さが１４μｍであった。封止層２３０はおおよその厚さが１０μｍであり、第２の接着剤層はおおよその厚さが６μｍであった。

Ｅ．封止層の耐水性の評価。

Ｅ１。上記Ｄで調製した電気光学ディスプレイをその赤色状態に切り替え、次に中性のｐＨの水が入っているビーカーに２５℃で２時間沈めた。この時間後、ディスプレイをビーカーから取り出し、目視で検査した。

Ｅ２。上記Ｄで調製した電気光学ディスプレイをその赤色状態に切り替え、次に中性のｐＨの水が入っているビーカーに１００℃で１５分間沈めた。この時間後、ディスプレイをビーカーから取り出し、目視で検査した。

電気光学ディスプレイの耐水性の決定。ビーカーから電気光学ディスプレイを取り出した後、ディスプレイを目視検査により以下の基準に基づいて合格または不合格と評定した。
不合格：ディスプレイの封止層が隣接する層から剥がれている、封止層が亀裂を含む、またはディスプレイの色が水に沈める前の同じディスプレイから目視で変化している。
合格：ディスプレイの封止層が隣接する層から剥離した部分を有しない、封止層が亀裂を含まない、およびディスプレイの色が水に沈める前の同じディスプレイから目視で変化していない。

Ｆ．電気光学性能の評価方法。

上記の方法Ｂにより調製したディスプレイの電気光学性能を白色状態に切り替え、カラーコンピューター（ｘ－ｒｉｔｅから供給されたＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ ｉ１）を使用して白色状態の色を測定した。ディスプレイをその赤色状態に切り替え、カラーコンピューター（ｘ－ｒｉｔｅから供給されたＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ ｉ１）を使用して赤色状態の色を測定した。それぞれの色状態（白色および赤色）について、ＣＩＥＬａｂ色空間値（Ｌ＊、ａ＊、およびｂ＊）を使用して結果を報告する。

Ｇ．示差走査熱量測定によるポリウレタンのピーク融解温度および結晶化度指数の評価。

質量既知のポリウレタンをＤＳＣパンに置き、パンをＤＳＣ蓋で封止した。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから供給された示差走査熱量計ＴＡ ＤＳＣ２５を使用して、試料を３０℃から２２０℃まで速度１０℃で加熱した。正規化した熱流（Ｗ／ｇ単位）対温度のグラフを作成した。グラフの線の最も低い点Ｐがピーク融解温度である。ベースラインと正規化した熱流の線との間のグラフ面積（Ａ）を決定した。面積Ａは融解エンタルピーに相当する。ピーク融解温度に相当するグラフの点Ｐから、開始温度のベースラインの点Ｂまで直線を引いた。この直線（Ｐ－Ｂ）は、面積Ａを面積Ａ１とＡ２に分離する。面積Ａ１はピーク融解温度より下の面積に相当し、面積Ａ２はピーク融解温度より上の面積に相当する。結晶化度指数はＡ１／Ａの比を１００倍した値である。すなわち、Ｉｃ＝１００×（Ａ１／Ａ）である。

評価結果

別段の指示がない限り、開示された組成物中の構成成分の量は乾燥基準である（溶媒を含まない）。一部の組成物では、担体の含有量を表すために、Ｑ．Ｓ．（十分量）という用語を使用する。これは、組成物中のこの構成成分の含有量が、組成物の合計１００パーセントを達成するのに必要な量と同量であり、それを超えないことを意味する。

上記Ａに記載した一般的な方法により、いくつかの水性封止組成物を調製した。調製した組成物を表１に示す。

表２は、封止層組成物の概要を示し、封止層は表１の組成物を使用して形成されている。すなわち、封止層組成物比較例１Ｓは、比較例１由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物比較例２Ｓは、比較例２由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物実施例３Ｓは、実施例３（本発明）由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物実施例４Ｓは、実施例４（本発明）由来の水性封止組成物により形成される。含有量は、水担体（および他の残留溶媒）を除く組成物の重量に対する構成成分の重量パーセントである。すなわち、封止層組成物比較例１Ｓは、比較例１由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物比較例２Ｓは、比較例２由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物実施例３Ｓは、実施例３（本発明）由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物実施例４Ｓは、実施例４（本発明）由来の水性封止組成物により形成され、封止層組成物実施例５Ｓは、実施例５（本発明）由来の水性封止組成物により形成される。例のポリウレタンの物性は、上記の方法Ｇに記載した方法により決定した。

表１および表２に示す組成物の材料についての情報：［１］三菱ケミカル株式会社から供給されたＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－４１０；加水分解度９８パーセント；［２］ポリ（ビニルアルコール－ｃｏ－エチレン）コポリマー；クラレから供給されたＥｘｃｅｖａｌ^ＴＭＲＳ－１７１７；加水分解度９３パーセント；エチレン含有量８パーセント；［３］ポリウレタン水性分散液；Ｈａｕｔｈａｗａｙから水中３５％分散液として供給されたＨＤ２１２５水性分散液；［４］ポリウレタン水性分散液（ポリエステル）；Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐから供給されたＷｉｔｃｏｂｏｎｄ（登録商標）３８６－０３；［５］Ｓｔａｈｌから供給されたＰｉｃａｓｓｉａｎ（登録商標）ＸＬ－７０１；［６］Ｅｖｏｎｉｋから供給されたＤＹＮＯＬ^ＴＭ６０４；［７］Ｌｕｂｒｉｚｏｌから供給されたＳｏｌｔｈｉｘ^ＴＭＡ－１００。

表３は、表２に示した組成物の封止層を含む電気光学デバイスの評価結果を示す。電気光学ディスプレイは、上記の方法Ｄに従って調製される。

表３に示す評価結果は、ポリ（ビニルアルコール）とポリウレタンの組合せを含む封止層であって、ポリ（ビニルアルコール）がアセトアセテート官能基を含有する（例えばＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－４１０）封止層（実施例Ｓ３、Ｓ４、およびＳ５）は、アセトアセテート官能基を有しないポリ（ビニルアルコール）（例えばＥｘｃｅｖａｌ^ＴＭＲＳ－１７１７）を含む封止層（比較例Ｓ１～Ｓ２）よりも、非極性流体に対する良好なバリア性、および２５℃における良好な耐水性を示すことを実証している。

ポリ（ビニルアルコール）とポリウレタンの組合せを含む封止層であって、ポリ（ビニルアルコール）がアセトアセテート官能基を含有し（例えばＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－４１０）、ポリウレタンが１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有する（例えばＨＤ２１２５）封止層は、ポリ（ビニルアルコール）とポリウレタンの組合せを含有する封止層であって、ポリ（ビニルアルコール）がアセトアセテート官能基を含有し（例えばＧＯＨＳＥＮＸ^ＴＭＺ－４１０）、ポリウレタンが１１５℃より低いピーク融解温度および８％より低い結晶化度指数を有する（例えばＷｉｔｃｏｂｏｎｄ（登録商標）３８６－０３）封止層よりも、１００℃における良好な耐水性を示す（実施例Ｓ２および実施例Ｓ３対実施例Ｓ５）。

表４は、比較例２Ｓおよび実施例３Ｓ（本発明）に対応する封止層を含む電気光学ディスプレイの電気光学性能の評価結果の概要を示す。データは、上記の方法Ｆにより決定した、対応する電気光学ディスプレイの白色状態および赤色状態の色データを表す。

表４のデータは、比較例２Ｓおよび実施例３Ｓ（本発明）の組成物を有する封止層を含む電気光学ディスプレイの色状態が非常に類似していることを示している。すなわち、本発明の封止層組成物の使用は、ディスプレイの色状態に悪影響を及ぼさない。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目１)
耐水性封止層であって、
ａ．溶媒を除く前記封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および
ｂ．溶媒を除く前記封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタン
を含む、耐水性封止層。
(項目２)
前記ポリウレタンが１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有する、項目１に記載の耐水性封止層。
(項目３)
前記ポリウレタンが架橋されている、項目１に記載の耐水性封止層。
(項目４)
前記ポリウレタンが架橋剤によって架橋されており、前記架橋剤がポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドである、項目３に記載の耐水性封止層。
(項目５)
前記ポリ（ビニルアルコール）が架橋されている、項目１に記載の耐水性封止層。
(項目６)
前記架橋ポリ（ビニルアルコール）がポリ（ビニルアルコール）と架橋剤との反応によって形成されており、前記架橋剤がジアルデヒドおよび有機ジルコネートからなる群から選択される、項目５に記載の耐水性封止層。
(項目７)
前記架橋剤がグリオキサール、ＺｒＯ（ＯＨ）Ｃｌ＊ｎＨ _２ Ｏ、および（ＮＨ _４ ） _２ ＺｒＯ（ＣＯ _３ ） _２ からなる群から選択される、項目６に記載の耐水性封止層。
(項目８)
前記封止層が界面活性剤をさらに含み、前記界面活性剤がアセチレンジオール、有機シリコーン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、項目１に記載の耐水性封止層。
(項目９)
前記封止層が水性封止組成物から形成されている、項目１に記載の耐水性封止層。
(項目１０)
前記水性封止組成物が１日より長いポットライフを有する、項目９に記載の耐水性封止層。
(項目１１)
前記水性封止組成物がポリウレタン分散液を含む、項目９に記載の耐水性封止層。
(項目１２)
前記ポリウレタンが１，０００～２，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有する、項目９に記載の耐水性封止層。
(項目１３)
前記ポリ（ビニルアルコール）が１，０００～１，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有する、項目９に記載の耐水性封止層。
(項目１４)
前記ポリ（ビニルアルコール）が９０～９９パーセントの加水分解度を有する、項目９に記載の耐水性封止層。
(項目１５)
電気泳動ディスプレイであって、
第１の光透過性電極層；
項目１に記載の封止層と、複数のマイクロセルを含むマイクロセル層とを含む電気光学材料層であって、前記複数のマイクロセルのそれぞれが底部、壁部、および開口部を含み、前記複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っており、前記電気泳動媒体が非極性流体中に分散した少なくとも１種類の帯電顔料粒子を含み、前記封止層が前記複数のマイクロセルの前記開口部にまたがっている、電気光学材料層；
第２の電極層
を順番に含む、電気泳動ディスプレイ。
(項目１６)
前記ポリウレタンが１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有する、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目１７)
前記封止層が前記マイクロセル層と前記第２の電極層との間に配置されている、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目１８)
前記電気泳動媒体が４種類の帯電顔料粒子を含み、前記４種またはそれより多種の顔料粒子の色が白色、マゼンタ色、黄色、シアン色、青色、赤色、緑色、および黒色からなる群から選択される、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目１９)
圧電材料を含む圧電材料層をさらに含む項目１５に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記圧電材料層が、前記第１の光透過性電極層材料と前記電気光学材料層との間に、または前記電気光学材料層と前記第２の電極層との間に配置されている、電気泳動ディスプレイ。
(項目２０)
前記電気泳動ディスプレイが物体上の認証要素として使用され、前記物体が通貨、株券、債券、流通証券、デビットカード、クレジットカード、文書、およびスマートカードからなる群から選択される、項目１５に記載の電気泳動ディスプレイ。

Claims (20)

1. 耐水性封止層であって、
   ａ．溶媒を除く前記封止層の重量に対して４０～９５重量パーセントのポリ（ビニルアルコール）であって、前記ポリ（ビニルアルコール）がその分子構造中にアセトアセテート官能基を含有する、ポリ（ビニルアルコール）；および
   ｂ．溶媒を除く前記封止層の重量に対して５～６０重量パーセントのポリウレタン
   を含む、耐水性封止層。
2. 前記ポリウレタンが１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有する、請求項１に記載の耐水性封止層。
3. 前記ポリウレタンが架橋されている、請求項１に記載の耐水性封止層。
4. 前記ポリウレタンが架橋剤によって架橋されており、前記架橋剤がポリイソシアネート、多官能性ポリカルボジイミド、多官能性アジリジン、シランカップリング剤、ホウ素／チタン／ジルコニウム系架橋剤、またはメラミンホルムアルデヒドである、請求項３に記載の耐水性封止層。
5. 前記ポリ（ビニルアルコール）が架橋されている、請求項１に記載の耐水性封止層。
6. 前記架橋ポリ（ビニルアルコール）がポリ（ビニルアルコール）と架橋剤との反応によって形成されており、前記架橋剤がジアルデヒドおよび有機ジルコネートからなる群から選択される、請求項５に記載の耐水性封止層。
7. 前記架橋剤がグリオキサール、ＺｒＯ（ＯＨ）Ｃｌ＊ｎＨ_２Ｏ、および（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２からなる群から選択される、請求項６に記載の耐水性封止層。
8. 前記封止層が界面活性剤をさらに含み、前記界面活性剤がアセチレンジオール、有機シリコーン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の耐水性封止層。
9. 前記封止層が水性封止組成物から形成されている、請求項１に記載の耐水性封止層。
10. 前記水性封止組成物が１日より長いポットライフを有する、請求項９に記載の耐水性封止層。
11. 前記水性封止組成物がポリウレタン分散液を含む、請求項９に記載の耐水性封止層。
12. 前記ポリウレタンが１，０００～２，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有する、請求項９に記載の耐水性封止層。
13. 前記ポリ（ビニルアルコール）が１，０００～１，０００，０００ダルトンの数平均分子量を有する、請求項９に記載の耐水性封止層。
14. 前記ポリ（ビニルアルコール）が９０～９９パーセントの加水分解度を有する、請求項９に記載の耐水性封止層。
15. 電気泳動ディスプレイであって、
    第１の光透過性電極層；
    請求項１に記載の封止層と、複数のマイクロセルを含むマイクロセル層とを含む電気光学材料層であって、前記複数のマイクロセルのそれぞれが底部、壁部、および開口部を含み、前記複数のマイクロセルのそれぞれには電気泳動媒体が入っており、前記電気泳動媒体が非極性流体中に分散した少なくとも１種類の帯電顔料粒子を含み、前記封止層が前記複数のマイクロセルの前記開口部にまたがっている、電気光学材料層；
    第２の電極層
    を順番に含む、電気泳動ディスプレイ。
16. 前記ポリウレタンが１１５℃およびそれより高いピーク融解温度、ならびに８％およびそれより高い結晶化度指数を有する、請求項１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
17. 前記封止層が前記マイクロセル層と前記第２の電極層との間に配置されている、請求項１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
18. 前記電気泳動媒体が４種類の帯電顔料粒子を含み、前記４種類の帯電顔料粒子の色が白色、マゼンタ色、黄色、シアン色、青色、赤色、緑色、および黒色からなる群から選択される、請求項１５に記載の電気泳動ディスプレイ。
19. 圧電材料を含む圧電材料層をさらに含む請求項１５に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記圧電材料層が、前記第１の光透過性電極層と前記電気光学材料層との間に、または前記電気光学材料層と前記第２の電極層との間に配置されている、電気泳動ディスプレイ。
20. 前記電気泳動ディスプレイが物体上の認証要素として使用され、前記物体が通貨、株券、債券、流通証券、デビットカード、クレジットカード、文書、およびスマートカードからなる群から選択される、請求項１５に記載の電気泳動ディスプレイ。