KR20030090768A

KR20030090768A - 개선된 내굴곡성 및 분리 특성을 가지는 마이크로컵조성물

Info

Publication number: KR20030090768A
Application number: KR10-2003-7013693A
Authority: KR
Inventors: 천셴하이; 찬-박메리; 왕샤오자; 량롱-창
Original assignee: 사이픽스 이미징, 인코포레이티드
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-11-28
Also published as: US6753067B2; WO2002086613A2; CN1172215C; ATE278205T1; DE60201442D1; WO2002086613A3; CN1381760A; US20020176963A1; DE60201442T2; US20040013855A1; JP4422965B2; TWI308249B; US20030175480A1; US6833177B2; EP1390809A2; JP2004536332A; US20030175481A1; EP1390809B1

Abstract

본 발명은 전기영동 디스플레이 셀의 제조에 사용하기 적합한 신규한 조성물에 관한 것이다. 그 셀들의 기계적 특성들은, 고무 재료가 포함되는 조성물에 의해 현저히 개선된다.

Description

개선된 내굴곡성 및 분리 특성을 가지는 마이크로컵 조성물 {MICROCUP COMPOSITIONS HAVING IMPROVED FLEXURE RESISTANCE AND RELEASE PROPERTIES}

발명의 배경

전기영동 디스플레이는 용매에 현탁된 하전 안료 입자들에 영향을 주는 전기영동 현상에 기초한 비자발광형 장치이다. 이러한 일반적인 타입의 디스플레이는 1969 년에 처음 제안되었다. 통상, 전기영동 디스플레이는 전극들 사이의 소정의 거리를 미리 결정하는 스페이서들을 사용하여, 한 쌍의 대향되고, 이격된 플레이트 형상의 전극들을 구비한다. 전극들 중 하나는 일반적으로 투명하다. 2 개의 플레이트들 사이에는 착색된 용매와 현탁된 하전 안료 입자들로 이루어지는 현탁액이 봉입된다.

2 개의 전극들 사이에 전압차가 인가되면, 안료 입자들은 안료 입자들의 극성과 반대 극성의 플레이트의 일측으로 인력에 의해 이동한다. 따라서, 투명한 플레이트에서 나타내는 색은 용매의 색 또는 안료 입자들의 색 중 어느 하나로 플레이트들을 선택적으로 하전시킴으로써 결정될 수도 있다. 플레이트 극성을 반전시키면 그 입자들이 대향하는 플레이트로 재이동하여, 색을 반전시킨다. 투명한 플레이트의 중간 안료 밀도로 인한 중간 색 밀도 (또는 회색 음영) 는 전압범위에 걸쳐 플레이트 전하를 제어함으로써 획득될 수도 있다.

당해 분야에서 이용가능한 몇몇 타입의 전기영동 디스플레이로는, 예를 들어, 격벽형 전기영동 디스플레이 (M.A Hopper 및 V.Novotny, IEEE Trans. Electr. Dev., Vol ED 26, No.8, pp 1148-1152(1979)) 및 마이크로캡슐화된 전기영동 디스플레이 (미국 특허 제 5,961,804 호 및 미국 특허 제 5,930,026 호에 개시됨) 가 있다. 격벽형 전기영동 디스플레이에서는, 침전과 같은 입자들의 원하지 않는 움직임을 방지하기 위해, 2 개의 전극들 사이에 격벽들을 형성하여 그 공간을 보다 작은 셀들로 분리한다. 마이크로캡슐화된 전기영동 디스플레이는 실질적으로 2 차원적으로 배열된 마이크로캡슐들을 갖는데, 각각의 마이크로캡슐들은 유전 유체와, 유전 용매와는 시각적으로 대비되는 하전 안료 입자들의 현탁액으로 이루어진 전기영동 조성물을 갖는다.

또한, 개선된 전기영동 디스플레이 (EPD) 기술이, 계류중인 출원으로서 2000 년 3 월 3 일자로 출원된 미국 제 09/518,488 호 (WO01/67170 에 대응), 2001 년 1 월 11 일자로 출원된 미국 제 09/759,212 호, 2000 년 6 월 28 일자로 출원된 미국 제 09/606,654 호 (WO02/01281 에 대응), 및 2001 년 2 월 25 일자로 출원된 미국 09/784,972 호에 최근에 개시되어 있으며, 이들 모두는 여기서 참조된다. 개선된 전기영동 디스플레이는, 잘 정의된 형태, 크기, 및 종횡비를 갖는 마이크로컵들로부터 형성되며, 유전 용매에 분산된 하전 안료 입자들로 채워진 셀들을 구비한다.

발명의 개요

다기능 UV 경화성 조성물을 사용하여 마이크로컵 어레이를 제조함으로써 전기영동 디스플레이를 개선시킨다. 그러나, 형성된 마이크로컵 구조는 아주 불안정한 경향이 있다. 높은 단계의 가교결합 및 수축으로 인한 상기 컵들의 내부 응력에 의해, 종종 디몰딩 동안에 마이크로컵들의 원하지 않는 균열 및 박리가 도체 기판으로부터 발생한다. 또한, 다기능 UV 경화성 조성물로부터 제조된 마이크로컵 어레이는 나쁜 내굴곡성을 나타낸다.

고무 성분을 마이크로컵 조성물에 포함하는 경우, 굴곡부쪽의 내성 또는 응력을 현저하게 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 2 가지 다른 중요 특성들, 마이크로엠보싱 동안의 탈형성 (demoldability), 및 밀봉층과 마이크로컵들 사이의 접착성을, 부가적인 고무 성분을 함유하는 조성물을 사용하여 크게 개선하였다.

이러한 목적을 위해 적절한 고무 재료들은, SBS (styrene-butadiene rubber), PBR (polybutadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer), SIS (styrene-isoprene-styrene block copolymer), 및 그 파생물들을 포함한다. 특히, 폴리부타디엔 디메타크릴레이트 (sartomer 의 CN301 및 CN302, Ricon Resins Inc. 의 Ricacryl 3100), 그라프트 (메트)아크릴레이트 탄화수소 중합체 (Ricon Resins, Inc. 의 Ricacryl 3500 및 Ricacryl 3801), 및 메타크릴레이트 말단화(terminated) 부타디엔아크릴로니트릴 공중합체 (BFGoodrich 의 Hycar VTBNX 1300 ×33, 1300 ×43) 와 같은 기능성 고무가 유용하다.

도면의 간단한 설명

도 1a 및 도 1b 는 열경화성 전구체로 코팅된 도체막의 포토마스크를 통한 포토리소그래피 이미지 노광("상부 노광")을 포함하는, 마이크로컵 제조를 위한 기본적인 프로세싱 단계들을 나타낸다.

도 2a 및 도 2b 는 투명 기판상의 베이스 도체 패턴이 방사선에 불투명하며 포토마스크의 대체물의 역할을 하는, 열경화성 전구체로 코팅되는 베이스 도체막의 포토리소그래피 이미지 노광("하부 노광")을 포함하는, 마이크로컵 제조를 위한 다른 프로세싱 단계들을 나타낸다.

도 3a 및 도 3b 는 상부 및 하부 노광 원리를 결합하여, 불투명한 베이스 도체막을 통하여 벽들을 하부 노광에 의해 수직 측면 방향으로, 그리고 상부 포토마스크 노광에 의해 일측 방향으로 경화시키는 포토리소그래피 이미지 노광 ("혼성 노광") 을 포함하는, 마이크로컵 제조를 위한 다른 프로세싱 단계들을 나타낸다.

발명의 상세한 설명

본 명세서에서 별로로 정의하지 않는 경우, 여기서는 당해 기술 분야의 당업자들이 일반적으로 이용하고 이해하는 종래의 정의에 따른 모든 기술 용어들을 사용한다. 본 출원의 내용에서 "마이크로컵", "셀", "잘 정의된", "종횡비", "이미지 노광" 이라는 용어는 상술된 계류중인 출원들에 규정되어 있고, 이는 마이크로컵들의 치수를 나타낸다.

마이크로컵들을 마이크로엠보싱 또는 포토리소그래피에 의해 제조할 수도 있다.

Ⅰ.마이크로엠보싱에 의한 마이크로컵의 제조

메일 몰드의 제조

다이어몬드 회전 공정 또는 포토레지스트 공정에 이어서 에칭 또는 전기 도금 중 어느 하나가 후속하는, 어떤 적절한 방법에 의해 메일 몰드를 제조할 수도 있다. 전기 도금과 같은 어떤 적절한 방법에 의해 메일 몰드의 마스터 주형 (master template) 을 제조할 수도 있다. 전기 도금의 경우, 유리 베이스에 크롬 인코넬 (chrome inconel) 등의 시드 금속을 얇은 층 (통상 3000Å) 으로 스퍼터한다. 그 후, 포토레지스트층을 코팅하고 UV 노광시킨다. UV 와 포토레지스층 사이에는 마스크를 배치한다. 포토레지스트의 노광된 영역을 경화한다. 그 후, 노광되지 않은 영역을 적절한 용매로 세척하여 제거한다. 남아있는 경화된 포토레지스를 건조하고 시드 금속을 얇은 층으로 다시 스퍼터링한다. 그 후, 마스터를 전기주조할 준비를 한다. 전기주조용으로 사용되는 대표적인 재료는 니켈 코발트이다. 선택적으로, 마스터는 SPIE Proc. VOl.1663, pp.324 (1992) 의 "Continuous manufacturing of thin cover sheet optical media" 에 기재되어 있는 바와 같이, 전기주조 또는 무전해 니켈 증착에 의해, 니켈로 제조할 수 있다. 몰드의 플로어 (floor) 는 통상 50 내지 400 ㎛ 이다. 또한, 마스터는 SPIE Proc. Vol.3099, pp.76-82 (1997) 의 "Replication techniques for micro-optics" 에 기재되어 있는 바와 같이, e-빔 기입, 드라이 에칭, 화학적 에칭, 레이저 기입 또는 레이저 간섭을 포함하는 다른 마이크로엔지니어링 기술을 이용하여 제조할 수도 있다. 또한, 마스터는 플라스틱, 세라믹스 또는 금속을 사용하는 포토머시닝 (photomachining) 에 의해 제조할 수 있다.

통상, 이와 같이 제조된 메일 몰드는 약 1 내지 500 ㎛ 사이, 바람직하기로는 약 2 내지 100 ㎛, 더욱 바람직하기로는 약 4 내지 50 ㎛ 의 돌출부를 가진다.메일 몰드는 벨트, 롤러, 또는 시트의 형태일 수도 있다. 연속적인 제조에 있어서는, 벨트 타입의 몰드가 바람직하다.

마이크로컵 형성

마이크로컵들은, 2001 년 2 월 25 일자로 출원된 계류중인 미국 출원 09/784,972 호에 개시된 바와 같이, 배치식 공정 또는 연속적인 롤-투-롤 공정 중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 후자는 연속적이고, 저비용이고, 높은 처리량의 제조 기술을 제공하여, 전기영동 또는 액정 디스플레이에 사용되는 격벽을 제조한다.

UV 경화성 수지 조성물을 제공하기 이전에, 원한다면, 디몰딩 (demolding) 공정을 돕기 위하여 메일 몰드를 이형제(離型劑)를 사용하여 처리할 수도 있다. UV 경화성 수지는 제조이전에 가스가 제거될 수도 있고, 옵션으로 용매를 함유할 수도 있다. 용매는, 만일 제공된다면, 쉽게 증발한다. UV 경화성 수지를, 메일 몰드 위에 코팅, 침지, 주입 (pouring) 등의 어떤 적절한 수단에 의해 제조한다. 디스펜서는 움직이거나 또는 고정되어 있을 수도 있다. 도체막은 UV 경화성 수지상에 오버레이된다. 적절한 도체막의 일례로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프타, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리시클로올레핀, 폴리술폰, 에폭시 및 그 혼합물과 같은, 플라스틱 기판상의 투명 도체 ITO 를 포함한다. 수지와 플라스틱 사이의 적절한 접착을 보증하고, 마이크로컵들의 플로어의 두께를 제어하기 위하여, 필요하다면, 압력을 인가할 수도 있다. 적층 롤더, 진공 몰딩, 가압 장치 또는 임의의 다른 수단을 이용하여 압력을 인가할 수도있다. 메일 몰드가 금속이고 불투명한 경우, 플라스틱 기판은 통상적으로 수지를 경화시키는데 사용되는 화학 (actinic) 방사선에 투명하게 된다. 반대로, 메일 몰드가 투명할 수 있고, 플라스틱 기판이 화학 방사선에 불투명하게 될 수 있다. 전송 시트 위에 몰딩된 피쳐들의 양호한 전송을 획득하기 위하여, 도체막은 UV 경화성 수지에 양호하게 부착되어야 하고, 그 UV 경화성 수지는 몰드 표면으로부터 양호한 분리 특성을 가져야 한다.

Ⅱ.포토리소그래피에 의한 마이크로컵 어레이의 제조

마이크로컵 어레이의 제조를 위한 포토리소그래피 공정을 도 1, 2, 및 3 에 개시한다.

Ⅱ(a)상부 노광

도 1a 및 도 1b 에 나타낸 바와 같이, 도체 전극막 (12) 위에 공지의 방법들에 의해 코팅되는 방사 경화성 재료 (11a) 를, 마스크 (16) 를 통하여 UV 광 (또는 선택적으로 다른 방사선 형태, 전자빔 등) 에 노광하여, 마스크 (16) 를 통하여 투사된 이미지에 대응하는 벽 (11b) 을 형성함으로써, 마이크로컵 어레이 (10) 를 제조할 수도 있다. 베이스 도체막 (12) 은, 지지 기판 베이스 웹 (13) 에 설치되는 것이 바람직하며, 그 베이스 웹은 플라스틱 재료를 구비할 수도 있다.

도 1a 의 포토마스크 (16) 에서, 검은 정사각형 (14) 은 불투명한 영역을 나타내고, 검은 정사각형 사이의 공간은 마스크 (16) 의 개구 (투명) 영역 (15) 을 나타낸다. UV 는 개구 영역 (15) 을 통하여 방사경화성 재료 (11a) 위에 방사된다. 방사경화성 재료 (11a) 를 직접 노광하는 것, 즉 UV 가 기판 (13) 또는베이스 도체 (12) 를 통과하지 않는 것이 바람직하다(상부 노광). 따라서, 기판 (13) 또는 도체 (12) 가 UV 파장 또는 사용되는 다른 방사선 파장에 투명할 필요가 없다.

도 1b 에 나타낸 바와 같이, 노광된 영역 (11b) 이 경화되면, 적절한 용매 또는 현상액에 의해, 노광되지 않은 영역(11c)(마스크 (16) 의 불투명 영역 (14) 에 의해 보호되는 영역) 을 제거하여, 마이크로컵 (17) 을 형성한다. 용매 또는 현상액은, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로판올 등과 같은 방사경화성 재료들을 용해시키거나 그 점도를 감소시키기 위해 통상 사용되는 것 중에서 선택한다.

Ⅱ(b)하부 노광 또는 혼성 노광

본 발명의 마이크로컵 어레이를 이미지 노광에 의해 제조하는 2 개의 다른 방법을 도 2a, 2b, 3a, 3b 에 나타낸다. 이 방법들은 마스크로서 도체 패턴을 이용하고, 기판 웹을 통한 UV 노광을 이용한다.

먼저, 도 2a 를 참조하면, 사용되는 도체막 (22) 은 미리 패터닝되어 마이크로컵 (27) 의 플로어 부분들에 대응하는 셀 베이스 전극 부분 (24) 을 구비한다. 그 베이스 부분 (24) 은 사용되는 UV 파장 (또는 다른 방사선) 에 불투명하게 된다. 도체 베이스 부분 (22) 들 사이의 공간 (25) 은 실질적으로 투명하거나 또는 UV 광에 투과된다. 이 경우, 도체 패턴은 포토마스크 역할을 한다. 방사경화성 재료 (21a) 를 도 2a 에서 설명한 바와 같이 기판 (23) 및 도체 (22) 위에 코팅한다. 그 재료 (21a) 는 "상방으로" (기판 (23) 을 통하여) 투사된 UV광에 의해 노광되고, 도체 (22) 에 의해 차폐되지 않는 영역 즉, 공간 (25) 에 대응하는 영역에서 경화된다. 도 2b 에 나타낸 바와 같이, 경화되지않은 재료 (21c) 는, 경화된 재료 (21b) 를 남겨두고 상술한 바와 같이 노광되지않은 영역들로부터 제거되어, 마이크로컵 (27) 들의 벽을 형성한다.

도 3a 는 상부 및 하부 노광 원리 모두를 이용하여 본 발명의 마이크로컵 어레이 (30) 를 제조하는 결합방법을 나타낸다. 또한, 베이스 도체막 (32) 은 불투명하고 라인-패터닝되어 있다. 베이스 도체 (32) 및 기판 (33) 상에 코팅되는 방사 경화성 재료 (31a) 를, 제 1 포토마스크의 역할을 하는 도체 라인 패턴 (32) 을 통하여 하부로부터 노광한다. 제 2 노광은 도체 라인 (32) 들에 수직하는 라인 패턴을 가지는 제 2 포토마스크 (36) 를 통하여 "상부" 측으로부터 수행된다. 라인 (34) 들 사이의 공간 (35) 들은 실질적으로 UV 광에 투명하거나 또는 투사된다. 이 공정에서, 벽 재료 (31b) 를 일측 방위로 아래에서 위로 경화시키고, 수직 방향으로 위에서 아래로 경화하고 이를 결합하여 완전한 마이크로컵 (37) 을 형성한다.

도 3b 에 나타낸 바와 같이, 노광되지않은 영역을 그 후에 상술한 바와 같은 용매 또는 현상액에 의해 제거하여 마이크로컵 (37) 들을 나타낸다.

상술한 공정들에 사용되는 방사 경화성 재료는, 다기능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 비닐에테르, 에폭시드 및 그 올리고머들, 중합체 등과 같은 열가소성 또는 열경화성 전구체이다. 다기능성 아크릴레이트 또는 그 올리고머들이 가장 바람직하다. 또한, 다기능성 에폭시드 및 다기능성 아크릴레이트의 결합은 소망의 물리화학적 특성을 달성하는데 매우 유용하다.

고무 성분을 첨가하면, 굴곡부쪽의 내성 또는 응력, 마이크로엠보싱 단계 동안의 탈형성, 및 밀봉층과 마이크로컵들 사이의 접착성과 같은 마이크로컵들의 품질을 현저히 개선됨을 발견하였다.

적절한 고무 재료는 0℃ 보다 낮은 Tg (유리 전이 온도) 를 가진다. 불포화 고무 재료가 선호되며, 비닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알릴기와 같은 캐핑되지않은(uncapped) 기(group) 또는 측쇄 불포화기를 가지는 고무 재료가 특히 선호된다. 보다 상세하게, 적절한 고무 재료는 SBR (styrene-butadiene rubber), PBR (polybutadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer), SIS (styrene-isoprene-styrene block copolymer), 및 그 파생물을 포함한다. 폴리부타디엔 디메타크릴레이트 (Sartomer 의 CN301 및 CN302, Ricon Resins Inc. 의 Ricacryl), 그라프트 (메트)아크릴레이트화 탄화수소 중합체 (Ricon Resins, Inc. 의 Ricacryl 3500 및 Ricacryl 3801), 및 메타크릴레이트 종료된 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 (BFGoodrich 의 Hycar VTBNX 1300 ×33, 1300 ×43) 과 같은 다기능성 고무가 특히 유용하다.

UV 경화성 제조시의 고무 성분의 퍼센티지는 1 wt-% 내지 30 wt-% 의 범위, 바람직하기로는 5 wt-% 내지 20wt-% 의 범위, 더욱 더 바람직하기로는 8 내지 15 wt-% 의 범위내에 있을 수 있다. 고무 성분들은 제조시에 용해되거나 또는 분산될 수 있다. 이상적으로, 고무 성분은 UV 경화이전에 제조시에 용해가능하며, 위상은 UV 경화 이후에 마이크로영역으로 분리된다.

실시예

실시예 1: 고무가 없는 마이크로컵 조성물

35 중량부(parts by weight)의 Ebercryl600 (UCB), 40 중량부의 SR-399(sartomer), 10 중량부의 Ebecryl 4827 (UCB), 7 중량부의 Ebecryl 1360 (UCB), 8 중량부의 HDDA (UCB), 0.05 중량부의 Irgacure369(Ciba Specialty Chemicals), 0.01 중량부의 이소프로필 티오크산톤(thioxanthone)(Aldrich) 을, 균질하게 혼합하여, 마이크로엠보싱 또는 포토리소그래피 공정 중 어느 하나에 의해 마이크로컵 어레이를 제조하는데 사용하였다.

실시예 2-7: 고무함유된 마이크로컵 조성물

6, 7, 8, 10, 11 또는 14 Phr (parts per hundred resin) 의 HycarVTBNX 1300 ×33 을, 각각 실시예 2 내지 7 의 조성물들에 첨가하는 것을 제외하고 실시예 1 과 동일한 과정을 반복하였다.

내굴곡성의 비교

실시예 1 내지 7 의 마이크로컵 조성물들을, 처리되지않은 PET 에 의해 커버된, 2 ㎜ 의 PET 막위에 약 30 ㎛ 의 목표 건조 두께로 코딩하고, UV 광에 ∼5 mW/㎠ 의 세기로 20초 동안 경화하였다. 그 후, 처리되지않은 PET 를 제거한 후, 그 코팅된 샘플들을 90 도로 손(hand) 굽힘하여 내굴곡성을 결정하였다. 8phr 이상의 Hycar VTBNX 1300 ×33 (실시예 4,5,6,7) 을 함유하는 제조물의 내굴곡성을현저히 개선시켰음을 발견하였다(표 1).

경화된 마이크로컵과 Ni-Co 마이크로엠보싱 메일 몰드 사이의 분리 특성의 비교

실시예 1 내지 7 의 마이크로컵 조성물을, 목표화된 약 50㎛ 의 두께로 2 밀리의 PET 막위에 코팅하고, 10 ㎛ 폭의 분리 라인들을 가진 60×60×35㎛ 의 Ni-Co 메일 몰드로 마이크로엠보싱하고, 20 초 동안 UV 경화하고, 약 4-5 ft/분 의 속도로 2" 필링 (peeling) 바를 사용하여 몰드로부터 제거하였다. 6 phr 이상의 고무 (실시예 2 내지 7) 를 함유하는 제조물은 현저하게 개선된 탈형성을 나타내었다 (표 1). 몰드 상의 결함 또는 불순물이, 100 이상의 몰딩-디몰딩 사이클 이후에, 10 내지 15 Phr의 고무를 함유하는 제조물 (실시예 5, 6, 7) 에 대하여 거의 관찰되지 않았다.

마이크로컵과 밀봉층 사이의 접착성의 비교

실시예 1 내지 7 의 마이크로컵 조성물들을, 목표화된 약 30 ㎛ 건조 두께로 2 ㎜ PET 막상에 코팅하고, 처리되지않은 PET를 사용하여 커버한 후, UV 광에 ∼ 5mW/㎠ 의 세기로 20 초 동안 경화하였다. 처리되지않은 PET 커버 시트를 제거하였다. 그 후, 20/80(v/v) 톨루엔/헥산내의 밀봉 재료 (Shell 의 KratonFg-1901X) 의 15 wt% 용액을 경화된 마이크로컵층상에 코팅하고, 60℃ 의 오븐에 10 분 동안 건조시켰다. 건조된 밀봉층의 두께를 약 5㎛ 로 제어하였다. 3M 3710 Scotchtape 를, 크게 게이지 설정된 GBC 의 Eagle35 라미네이터에 의해 실온에서 밀봉층위에 적층하였다. 그 후, T-필(peel) 접착력을 Instron에 의해 500mm/분으로 측정하였다. 표 1 에 리스트화된 접착력은 5 회 이상으로 측정된 것의 평균값이었다. 고무를 마이크로컵에 포함시킴으로써, 밀봉층과 경화된 마이크로컵층 사이의 접착이 현저하게 개선되었음을 알았다.

표 1 경화된 마이크로컵 재료와 밀봉층 사이의 T 필 접착

실시예 8: 고무없는 마이크로컵 조성물

UV 경화 시간이 1 분인 것 이외에, 36 중량부의 Ebercryl830(UCB), 9 중량부의 SR-399 (Sartomer), 1.2 중량부의 Ebecryl 1360 (UCB), 3 중량부의 HDDA (UCB), 1.25 중량부의 Irgacure500 (Ciba Specialty Chemicals), 및 25 중량부의 MEK (Aldrich) 를, 상술한 바와 같이 균일하게 혼합하여 마이크로엠보싱에 의해 마이크로컵 어레이를 제조하는데 사용하였다. 이 실시예는, 약 10 몰딩-디몰딩 사이클 이후에, 마이크로컵상에 일부 결함 또는 10㎛ 분리 라인을 가진 60×60×50 ㎛ 의 Ni-Co 메일 몰드에 불순물이 있음을 나타내었다.

실시예 9: 고무를 가진 마이크로컵 조성물

조성물에 5.47 중량부의 폴리(부타디엔-코-아크릴로니트릴) 디아크릴레이트 (Monomer-Polymer & Dajac Labs,Inc.) 를 첨가한 것 이외에는, 실시예 8 과 동일한 과정을 반복하였다. 관찰가능한 마이크로컵 어레이상의 결함 또는 Ni-Co 메일 몰드상의 불순물이, 약 10 몰딩-디몰딩 사이클 이후에 발견되지 않았다.

실시예 10: 안료 분산

6.42 그램의 Ti Pure R706 을 호모게나이저를 사용하여, Ausimont 의 1.94 그램의 FluorolinkD, Ausimont 의 0.22 그램의 Fluorolink7004, 3M 의 0.37 그램의 플루오르화 구리 프탈로시아닌 안료, 52.54 그램의 퍼플루오르 용매 HT-200 (Ausimont) 를 함유하는 용액에 분산시켰다.

실시예 11: 안료 분산

Ti Pure R706 및 Fluorolink 를 각각 Elimentis (Hihstown, NJ) 의 PC-9003 에 의해 TiO₂입자 코팅된 폴리머 및 Krytox(Du pont) 로 대체한 것 이외에는 실시예 10 과 동일하다.

실시예 12: 마이크로컵 밀봉 및 전기영동 셀

실시예 10 에서 제조된 전기영동 유체를, 휘발성 퍼플루오르 코솔벤트 (3M의 FC-33) 로 희석하고, ITO/PET 도체막상의 11 phr 의 HycarVTBNX 1300 ×33 (실시예 6) 을 함유하는 마이크로컵 어레이위에 코팅한다. 휘발성 코솔벤트를 증발시켜 부분적으로 채워진 마이크로컵 어레이를 노광시킨다. 그 후, 6 ㎜ 의 개구를 가진 Universal Blade Applicator 에 의해, 헵탄내의 7.5% 의 폴리이소프렌 용액을, 부분적으로 채워진 컵위에 오버코트한다. 그 후, 그 오버코팅된 마이크로컵들을 실온에서 건조시켰다. 약 5 - 6 ㎛의 허용가능한 접착두께의 흠집없는 밀봉층을 마이크로컵 어레이에 형성하였다. 밀봉된 마이크로컵들에서 관찰가능한 엔트랩된 공기 방울을 현미경에 의해 발견할 수 없었다. 그 후, 밀봉된 마이크로컵 어레이를 UV 방사선 또는 열 베이킹에 의해 사후 처리하여 배리어 특성을 더욱 개선시켰다. 접착층으로 사전코팅된 제 2 ITO/PET 도체를 밀봉된 마이크로컵들위에 적층하였다. 전기영동 셀은 양호한 내굴곡성을 가진 만족스런 스위칭 성능을 나타내었다. 관찰될 수 있는 중량 손실이, 66℃ 의 오븐에 5 일동안 놓아둔 이후에 발견되지 않았다.

실시예 13: 마이크로컵 밀봉 및 전기영동 셀

실시예 11 에 제조된 전기영동 유체를, 휘발성 퍼플루오르 코솔벤트 (3M 의 FC-33) 를 사용하여 희석하고, ITO/PET 도체막에 12 phr 의 HycarVTBNX 1300 ×33을 함유하는 마이크로컵 어레이상에 코팅하였다. 휘발성 코솔벤트를 증발시켜 부분적으로 채워진 마이크로컵 어레이를 노광하였다. 6 ㎜의 개구를 가진 Universal Blade Applicator 에 의해, 헵탄내의 7.5% 의 폴리이소프렌 용액을 그 부분적으로 채워진 컵들위에 오버코트하였다. 그 후, 그 오버코팅된 마이크로컵들을 실온에서 건조시켰다. 약 5-6 ㎛의 허용가능한 접착 두께의 흠집없는 밀봉층을 마이크로컵 어레이에 형성하였다. 밀봉된 마이크로컵에서 관찰가능한 엔트랩된 공기 방울들을 현미경에 의해 발견할 수 없었다. 그 후, 밀봉된 마이크로컵 어레이를 UV 방사선 또는 열 베이킹에 의해 사후 처리하여 배리어 특성을 더욱 개선시켰다. 접착층으로 사전코팅된 제 2 ITO/PET 도체를 밀봉된 마이크로컵들위에 적층하였다. 전기영동 셀은 양호한 내굴곡성을 가지며 만족스런 스위칭 성능을 나타내었다. 관찰될 수 있는 중량 손실은, 66℃ 의 오븐에 5 일동안 놓아둔 이후에 발견되지 않았다.

특정 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경들을 행할 수 있으며 등가물들로 치환할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 목적, 사상 및 범위에 맞게 특정한 상황, 재료, 조성, 공정, 공정 단계 또는 단계들을 조정하기 위해 많은 변경들이 행해질 수도 있다. 그러한 모든 변경들은 여기서 첨부되는 특허청구범위의 범위내에 포함된다.

예를 들어, 마이크로컵들을 제조하는 본 발명의 방법을 액정 디스플레이의 마이크로컵 어레이를 제조하는데 사용할 수도 있다. 이와 유사하게, 본 발명의 선택적인 마이크로컵 채움, 밀봉, 및 ITO 적층 방법을 액정 디스플레이의 제조에 사용할 수도 있다.

따라서, 첨부된 청구범위의 범위에 의해 종래 기술과 같이 넓게 규정되는 본 발명을 명세를 고려하여 허용할 수 있다.

Claims

방사경화성 재료 및 고무 재료를 포함하는 조성물로부터 형성되는 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 방사경화성 재료는 열가소성 또는 열경화성 전구체인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 2 항에 있어서,

상기 열가소성 또는 열경화성 전구체는 다기능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 비닐에테르, 에폭시드 및 그 올리고머들, 중합체 등인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 3 항에 있어서,

상기 열가소성 또는 열경화성 전구체는 다기능성 아크릴레이트 및 그 올리고머들인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 2 항에 있어서,

상기 방사경화성 재료는 다기능성 에폭시드 및 다기능성 아크릴레이트의 결합인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 고무재료는 약 0℃ 보다 낮은 유리 전이 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 6 항에 있어서,

상기 고무 재료는 불포화성인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 7 항에 있어서,

상기 고무 재료는 비닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 알릴기와 같은 캐핑되지않은(uncapped) 기(group) 또는 측쇄 불포화기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 고무 재료는 SBR (styrene-butadiene rubber), PBR (polybutadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer), SIS (styrene-isoprene-styrene block copolymer), 및 그 파생물들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 9 항에 있어서,

상기 고무 재료는 폴리부타디엔 디메타크릴레이트, 그라프트 (메트)아크릴레이티드 탄화수소 중합체 또는 메타크릴레이트 말단화(terminated) 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물은 약 1 내지 약 30 중량%의 고무 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 11 항에 있어서,

상기 조성물은 약 5 내지 약 20 중량%의 고무 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
제 12 항에 있어서,

상기 조성물은 약 8 내지 약 15 중량%의 고무 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스프레이.
전기영동 디스플레이의 제조 방법에 있어서,

방사경화성 재료 및 고무 재료를 구비하는 조성물을 이용하여 마이크로엠보싱에 의해 마이크로컵들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동디스플레이의 제조 방법.
전기영동 디스플레이의 제조 방법에 있어서,

방사경화성 재료 및 고무 재료를 구비하는 조성물을 이용하여 포토리소그래피에 의해 마이크로컵들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스프레이의 제조 방법.