JP2007536592A - エレクトロウェッティングセル及びエレクトロウェッティングセルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
エレクトロウェッティングセル(15)は外側壁(90)及び内側壁(80)を有し、外側壁(90)は内側壁(80)の反対側に伸びている拡張部(85、86)を備えている。セル(15)は、体積拡大のためのメンブレン(45)を更に備え、電気メッキ層(95)により密封されている。
Description
本発明は、基板及び少なくとも1つの側壁を備えた本体を有するエレクトロウェッティングセルであって、基板及び側壁は共に、エレクトロウェッティング流体を有し、本体部に固定された少なくとも1つの端部を更に有するキャビティを規定する、エレクトロウェッティングセルに関する。
本発明はまた、基板及び側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルを製造する方法であって、基板及び側壁は共に、第1及び第2エレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定する、方法に関する。
エレクトロウェッティングセルは、光が2つの非混和性流体間のメニスカスにより反射されるセルである。それら2つの流体の一は電気絶縁性であり、他の流体は電気導電性である。メニスカスの形状は、2つの電極間の電圧の影響下で可変であり、それらの電極の一は電気導電性流体に接続され、他の電極は本体の表面に接続される。そのようなセルは既知であり、例えば、レンズまたはディスプレイとして応用される。セルのアプリケーションの場合、本体部における光路が存在する。
そのようなエレクトロウェッティングセルについては、例えば、国際公開第03/069380号パンフレットに記載されている。この特許出願においては、少なくとも1つの側壁の内面は、疎水性の流体接触層で覆われているレンズについて開示している。電圧が印加されないとき、電気絶縁性流体に対する流体接触層の濡れ性は電気絶縁性流体に対する流体接触層の濡れ性と異なる。印加電圧の影響下では、濡れ性の変化が起こる。これは、流体接触層と流体との間の接触ラインにおけるメニスカスの接触角の変化に繋がり、それにより、メニスカスの形状を調整することができる。それ故、メニスカスの形状は印加される電圧に依存する。
エレクトロウェッティングセルは光学特性を有し、そして流体を有するために、このことは、セルの完全な充填が達成され、セルを閉じた後に流体がセルから漏れない適切な動作ために非常に重要である。先行技術において開示されたセルは、そのような完全な充填及び流体リークの防止の仕方について、何ら解決方法を与えていない。
国際公開第03/069380号パンフレット
それ故、本発明の第1の目的は、冒頭の段落で述べた種類のエレクトロウェッティングセルであって、完全に充填することができ、セルを閉じた後に流体漏れが防止された、レクトロウェッティングセルを提供することである。
第2の目的は、冒頭の段落で述べた種類の方法であって、産業上実行可能な方法で達成することができる、方法を提供することである。
その第1の目的は、本体部の少なくとも1つの側壁は内側壁及び外側壁を有し、その側壁の端部の一部は内側壁の一部であり、それ故、端部及び本体部を固定し、その側壁の外側壁は、内側壁の第1側及び第1側に対して反対側の第2側において伸びている拡張部を備えていることにより達成される。
第2の目的は、内側壁及び外側壁を有するセルであって、前記外側壁は内側壁の反対側において伸びている第1及び第2拡張部を有し、方法が
− 外側壁及び基板を備える段階であって、その結果、キャビティを得る、段階と;
− 第1及び第2エレクトロウェッティング流体でキャビティを充填する段階と;
− 基板までの所望の距離において流体の少なくとも1つの中に浸されるように、キャビティ内の端部を備える段階であって、基板の一部及び端部並びに任意に中間スペーサが内側壁を構成する、段階と;
− 外側壁の第1拡張部が端部の上部に位置付けられているように、本体部に端部を固定する段階と;
を有する、セルにおいて達成される。
− 外側壁及び基板を備える段階であって、その結果、キャビティを得る、段階と;
− 第1及び第2エレクトロウェッティング流体でキャビティを充填する段階と;
− 基板までの所望の距離において流体の少なくとも1つの中に浸されるように、キャビティ内の端部を備える段階であって、基板の一部及び端部並びに任意に中間スペーサが内側壁を構成する、段階と;
− 外側壁の第1拡張部が端部の上部に位置付けられているように、本体部に端部を固定する段階と;
を有する、セルにおいて達成される。
本発明の解決方法は二重の壁を有するセルである。外側壁は安定性及び適切な密封性を与え、内側壁は、連続的に組み立てられる構成要素により作られている。連続組立及び二重壁のために、エレクトロウェッティング流体は、端部の前に備えられることができる。その結果、端部は流体中に浸され、実際には、流体は最も低い密度を有する。ある流体は端部の上に流れるが、それにも拘わらず、外部壁の内側に保たれる。その浸積は必要な完全な充填に繋がる。それ故、外側壁は内側壁の反対側に存在する点で、適切な密封が達成される。このとき、パッケージの外側壁は、適切な方式で互いに取り付けられる2つの主要材料のみから成る。適切な組み合わせは金属とガラスである。
基板は外側壁の一部であることが可能であるが、好適には、部分が内側壁の一部である、別個の一部である。スペーサが、基板の一部と端部の一部との間に存在することが可能である。このことは適切であるが、必要ではない。そのようなスペーサの有利点は、例えば、上記の流体接触層のような何れの所望の表面コーティングを備えることが可能であることである。有利であることに、スペーサは、そのセルの下部側に隙間を与える。このことは、セルの高さの減少を可能にする。
幾つかの実施形態においては、端部の上部に備えられた第1拡張部を考案することができる。例えば、その第1拡張部は、外側壁のフレキシブルな拡張部であることが可能である。代替として、それは、例えば、ツールに影響を与える圧力の支援により、堆積技術により堆積される金属層であることが可能である。
好適な実施形態においては、第1拡張部は、別個の構成要素として端部の上部にクランプ体であり、同時に及び連続的に、外側壁に接続されている。このことは、効率的な組み立て方法を可能にする。信頼性高い接続が、ロック特徴、付加クランプ、接着層及び密封得層のような機械的及び化学的手段の両方において実現される。有利であることに、前記表面において成長される接合及び保護層を用いることができる。成長される層は化学的にその表面に結合される。その成長される層は同じ熱膨張係数を有し、温度の影響下で、非弾性及び不可逆的膨張について変動しない。成長される層は所望の厚さに成長され、それに伴って、ギャップ及び高さの差を平坦にする。更に、そのような成長される層は、特に、酸化膜を有する場合に、全く不活性であり、その酸化物は自然酸化膜であることが可能である。最終的に、成長層は何れのエレクトロウェッティング流体による攻撃に対して反応せず、分子の拡散を可能にする開放構造又は多孔性構造を有しない。そのような密封により、特に、ガラスの基板及び端部と共に、得られるセルは密閉される。
特に適切な技術は、ここでは、電気メッキである。この技術は、全体的にセルを浴に浸すことにより、バルクレベルで適用することができる有利点を有する。そのような全体的なセルの浸積は、成長層が、内側壁のどちらかの全体の外側壁及び両方の拡張部において広がる有利点を更に有する。このようにして、外側壁のクランピング特性は向上する。
他の実施形態においては、エレクトロウェッティング流体の少なくとも1つと接触する第1及び第2電極は、基板及び端部におけるキャビティの反対側において規定される。少なくとも2つの電極が、メニスカスの形状を設定するために必要な電圧を印加するように、エレクトロウェッティングセルにおいて必要である。そのような電極は、メニスカスの反対側において、内側壁に備えられることができる。しかしながら、この実施形態においては、それらの電極は、端部及び基板に備えられている。このことは、実際には、電極の一のための絶縁性接続を伴わない金属カプセル化を用いることを可能にする。
好適には、基板は開口を備え、その基板の端部に、前記電極がある。電極は、メニスカスに面する基板の表面及びメニスカスから離れて対向する反対側の表面の両方にある。後者の修正は、ここでは、前記開口が金属で覆われている必要がないため、好適である。流体は開口を満たしている。更に、この電極の形成は、基板への外側壁の取り付けのために用いられる金属ストリップの形成に組み込まれていて、それ故、適切な密封を与える。
パッケージは体積拡張部材を備えていることが好ましい。そのような体積拡張部材については、特開2002−162506号公報に開示されている。この開示されているパッケージは、基板に隣接して存在する特定のチャンバを有し、フレキシブルなカバーによりセルから分離されている。セルの圧力を増加させるとき、そのフレキシブルなカバーは、前記チャンバ内に伸びる曲面化された表面を形成するように、変形される又は広げられる。本発明は、内側壁と外側壁との間にそのようなチャンバを位置付ける可能性を提供する。
体積拡張部材の更に好適な実施形態は、端部の一部であるフレキシブルなメンブレンである。このように、端部の大きい部分、即ち、光路中に存在する部分は移動される。それ故、実質的な体積の増加は補償される。フレキシブルなメンブレンは、特に、リング形状である。それ故、端部は、外側端部、メンブレン及び内側部分に分割される。端部の標準の位置は、ここでは、平面的である必要はない。以下、図を参照しながら説明するように、特に、外側端部は、クランピング体の加圧下で下方に押されるようになっている。更に、これは加圧パッケージを得る。好適ではないが、端部の外側端部部分が内側部分と異なる他の材料を有することは排除されない。
メンブレンは、極めて好適には、金属より成る。そのような材料は、効果的に流体に耐える。メンブレンがセルの電極の一として用いられることが可能であることは、更なる有利点である。クランピング体と外側壁との間の接続が電気メッキ等により与えられる場合、メンブレンはまた、金属層も備える。一方で、十分な安定性と、他方で、十分なフレキシビリティを有するメンブレン層の適切な厚さは5乃至30μmのオーダーであり、更に好適には、15乃至25μmの範囲内である。これはまた、メンブレンの材料に依存する。メンブレンの厚さを制限するように、メンブレンは絶縁コーティングされることが可能である。
基板及び端部は、好適には、ガラスプレートである。ガラスはエレクトロウェッティング流体に対して不活性である。そのガラスプレートは粒子ブラスティングのような技術により処理されることが可能であり、金属層がそのガラスプレートに備えられることが可能である。必要に応じて、一の又は両方のガラスプレートは、IRコーティング、UV吸収コーティング、反射防止コーティングを含むコーティング及び表面層ばかりでなく、レンズを備えることが可能である。アライメントの特徴は、表面層により作られたレプリカに含まれることが可能である。このことは、下部側及び上部側に更なるレンズを有するセルの適切なアライメントを可能にする。
本発明のセルがレンズとして用いられる場合、セルは、所望の経路を得るように更なるレンズと適切に組み合わされる。2つのエレクトロウェッティングレンズはアセンブリの一部であり、実際に、それらがズーム特徴を備えていることを排除するものではない。しかしながら、代替の実施形態は積み重ねられたエレクトロウェッティングレンズである。このように積み重ねられたエレクトロウェッティングレンズは、本発明の方法により適切に作られることができる。
積み重ねられたセルの製造についての第1実施形態においては、基板は、積み重ねられたセル構成の中央に位置付けられて存在する。次いで、第1組み立て及び充填が基板の一の側においてなされ、第2組み立て及び充填が、第1側における組み立て及び充填の後に反対側の第2側において行われる。好適には、両方の対向する端部が、体積拡張の補償のためのフレキシブルなメンブレンと共に備えられている。外側壁が、基板を支持するために、この構成において、拡張部と、中央に積み重ねられたセルを備えられている。
積み重ねられたセルの製造の第2実施形態においては、2つのセルが外側壁の内側に備えられている。第1セルの端部は第2セルの基板であることが可能であるが、そのことは必要ない。最も単純には、スペーサが、クランピング体の代わりに備えられる。電気メッキにより外側壁に適切に接続されるこのスペーサにおいては、第2セルの更なる基板及び更なる要素が連続して備えられる。そのような構成は、更に、電極が、互いに結合される必要なく、基板及び端部に位置付けられることを可能にする。
幾つかのエレクトロウェッティングセルを積み重ねることに代えて、外側壁が、1つのエレクトロウェッティングセル及び更なる光学及び/又は非光学要素の積み重ねに適用されることが可能である。個別のレンズ及びフィルタに加えて、何れのスペーサ等と所望の距離だけエレクトロウェッティングレンズから間隔を置いて、そのように、画像センサを取り付けることが想起される。そのような一体化においては、最も効率的には、光学的に活性な表面に対向する表面に接着パッドが位置付けられる画像センサを備えている。代替として、画像センサは挿入基板の上部に取り付けられることが可能であり、光学的に活性な表面と反対の側への接続をもたらすように、スルーホールと共に備えられる。挿入基板を用いること自体は、半導体パッケージングの技術分野において知られている。
本発明の方法の有利点は、その方法が、ウェーハレベル又はバルクレベルで実行されることが可能であることである。外側壁は、開口を有するプリント回路基板のようなプレートの一部であることが可能である。その外側壁は、充填及びカプセル化段階の直後に個々のパッケージに分離されることが可能である。しかしながら、セルの形成が個別に実行される場合でさえ、電気メッキ段階は浴において行われ、複数の装置の同時電気メッキを可能にする。
本発明は、更に、冒頭の段落で説明した種類の密封を備えた製造方法及びセルに関する。このことは、端部が、端部及び接続部の両方の表面に適用される金属層と共に本体部に取り付けられることにより達成される。上記のように、金属層の適用は密封に繋がる。クランピングは、金属層又は一部が金属層である構成がセルの両側に伸びている場合に、達成される。好適な堆積方法は電気メッキ法であるが、金属のゾルゲル堆積法、スパッタリング又は化学的気相成長法、又はそれらの堆積法の組み合わせが可能である。金属層は、端部の表面及び本体部の表面における金属部分に適切に取り付けられる。
セルは、カメラ、光学記録装置又は何れの他の光学装置において用いられるレンズとして用いられることが可能である。セルは、必要に応じて、光路を得るように、又は、ズームレンズを得るように、組み立てられることが可能である。代替として、セルはディスプレイとして用いられ、その場合、基板の一及び端部は光学的に透明である必要がある。セルはセンサとして更に用いられることが可能である。
本発明の上記の及び他の特徴については、以下、図を参照して更に説明する。
図は模式図であって、スケーリングして描かれていない。異なる図における同じ参照番号は同じ構成部分を示している。
図1は、本発明にしたがったエレクトロウェッティングセル15を示している。この図1においては、部分断面図のみ、即ち、セル15の左部分のみを示している。しかしながら、セル15は、示されていない右側部分は左側部分の鏡面対称であるように、対称的に作られている。レンズは、非混和性であり、メニスカス14に対して互いに接している第1流体51及び第2流体52を有する流体チャンバを有する。第1流体51は、この実施例においては、シリコーンオイル、アルカン又は他の適切な電気絶縁性流体である。第2流体52は、この実施例においては、塩溶液又は他の適切な電気導電性流体である。チャンバの両側には、電気絶縁層8及び流体接触層10、例えば、パリレンを備えている。
この実施形態にしたがって、本体部17は、内側壁80及び外側壁90と、セル15の第2側における第2カバープレート6とを有する。内側壁80は、流体接触層10をコーティングされた電気絶縁性部材8を有する。内側壁80はまた、端部4の一部を有する。この端部(又は、第1カバープレート)4は、伸縮自在ジョイント45により内側部分に接続されたリング形状のガラス部材81を有する。好適な実施形態においては、このリング形状のガラス部材81及び端部4の内側部分は、図2乃至7を参照して下で説明するように、単一のガラスプレートから作られている。内側壁80は、第2カバープレート6の端部61を更に有する。第2カバープレート6は、スルーホール62、電極2及び金属部63を備えている。他の実施形態においては、第2カバープレート6は、セル15の第1側111における構成に近い又はその構成、即ち、リング形状ガラス部材、伸縮自在ジョイント及びカバープレートと同じで構成に置き換えられることが可能である。
それらの内側壁80の3つの部分、即ち、リング形状ガラス部材81、リング形状絶縁性部材8及び端部61は、外側壁90の凸部85とリング形状閉止部材86との間にクランプされている。閉止部材86は、ここでは、1つの金属であるが、何れの電気導電性表面を有するものである。外側壁90は、金属表面91を備えたプラスチック又は他の材料92の内側コアを有する。この金属表面91はまた、第2カバープレート6の金属部63周囲を囲んでいる。
内側壁80及び外側壁90は、密封層95が周りに存在する点で、ジョイント45及び端部4と共に、互いに対して取り付けられている。密封層95は適切な材料から成る。保護コーティングとしてそれ自体知られているゴム、エポキシ樹脂等の高分子コーティングを用いることが可能である。しかしながら、密封層95は金属を有することが好ましい。これは、密封されたパッケージを備えることを可能にし、空気、水又は流体が拡散しないようにする。このような金属の密封層95を備えるための特に好適な方法は電気メッキである。この方法は、例えば、浴内で三次元表面に対して実行することができる。
図2乃至7は、伸縮自在ジョイント46として適用されるように、一体化部材210を有する基板200の製造方法における連続する段階を模式的な断面図で示している。図20は、第1表面201及び対向する第2表面202を有する基板200を示している。基板200は、この実施形態においては、適切な厚さ、例えば、0.1mmのオーダーのガラスプレートである。
図3はフォトレジストが両方の表面201、202に塗布された後の基板200を示している。フォトレジスト材料それ自体は、当該技術分野において知られている。
図4は、フォトレジスト205をパターニングし、現像した後の基板200を示している。第1側201のパターニングにより開口214を得る。第2側202のパターニングにより、フォトレジスト205の表面215はまた、三次元構造を与えられる。この表面215は、この実施形態においては、波状表面の形状にある。このような表面構造は鍛造又は他の機械的変形により与えられる。代替として、最先端のフォトリソグラフィ技術が用いられる。更なる代替においては、所望の形状にフォトレジスト層を備えるように成型技術を用いる。理解できるであろうように、そのような場合には、特定のフォトレジスト材料を用いる必要はない。
図5は、メンブレン層225が塗布された後の基板200を示している。メンブレン層は、例えば、幾らかの弾性を有する金属から構成されるが、それがフォトレジスト層205と相性が良い限り、何れの他の材料も適切である。多くの金属は、薄い層として適用される場合、十分なフレキシビリティを有することが判明した。それらの金属には、例えば、金、銅、ニッケル、アルミニウム及びそれらの適切な合金がある。金属層は、スパッタリング、化学的気相成長法又は湿式化学技術のような適切な堆積技術により堆積されることが可能である。この実施例においては、メンブレン層225はパターニングされて示されているが、それは必要ない。
図6は、第1側201のパターニングされたフォトレジスト205を通してパターニングされた後の基板200を示している。ガラスプレート200の場合、パウダーブラスト技術を有利に適用することができるが、そのことはエッチングなどの何れの他の技術を排除するものではない。
図7は、フォトレジスト205が除去された後の基板200であって、一体化されたメンブレン220を有する基板200が結果的に得られた様子を示す図である。明らかであるように、基板200は横方向に広がっている。メンブレン220は何れの適切な形状を有することが可能である。特に、リング形状が好適である。基板は複数のメンブレンを有することが可能であり、他の段階におけるウェーハレベルの処理について適切であり、又は、分離されることが可能である。そのような分離段階はまた、フォトレジスト205の除去前に適用されることが可能である。ここでは、図示していないが、基板は、第1側及び第2側202に更なる層を有することを排除するものではない。半導体基板が基板200として用いられる場合、ダイオード、トランジスタ又はトレンチコンデンサ等の半導体要素がここで規定されることが可能である。
図8乃至16は、エレクトロウェッティングセル15の製造方法の模式的断面図である。図1は、実施形態の製造物について示しているが、本発明の範囲内での修正及び変更が可能である。
図8は、組み立てにおける第1段階を示している。ここでは、ガラス基板6はリング形状部材90に備えられている。リング形状部材90は外側壁として機能し、電気導電性表面に備えられている。可能であるが、表面全体が電気導電性である必要はない。部材90は拡張部85を備え、その拡張部は基板6の第1側112に存在し、基板6の接着層63と接している。接着層63は、ここでは、例えば、銅のような金属である。電極2は、基板6の同じ第1側112にある。この電極2は基板6における開口62を覆っている。開口62は電気導電性材料で満たされることが可能であるが、この実施例においてはそうなってはいない。開口62は、例えば、外側壁90とは対照的に、リング形状ではなく、局部的にのみ備えられている。ガラスの代わりに、他の材料を用いることが可能である。セルがレンズでない場合、基板は光学的に透明である必要はない。基板6及び外側壁を取り付けたまま維持するように、例えば、接着層を用いることが可能である。
図9は、組み立ての第2段階の後の結果について示している。ここでは、基板及び外側壁90は金属層91と互いに接続している。この金属層91は、浴内における電気メッキにより適切に形成される。金属層91は外側壁90を囲んで広がり、基板の接着層63に接続している。その接続は、基板の第1側112ばかりでなく、側面115にも存在している。ここでは、電極2が電気メッキにより形成された層を備えていることが示されているが、他の図においては示されていない。この電極2の位置は、電極と外側壁との間にブリッジが形成されないように選択されている。絶縁性コーティングが、電極2が厚くならないように、電極2に備えられることが可能である。
図10は、電気導電性流体52が基板6の第2側113と外側壁90に形成された後の結果について示している。流体52は、この場合、塩類水溶液である。アルコール等が添加溶剤として用いられることが可能である。流体は開口62中に広がり、それは電極2と接するようになる。電極2は、同時に、セルの閉止部として機能する。
図11は、電気絶縁性流体51の形成後の結果について示している。これはオイルであり、例えば、アルカン又はシリコーンオイルである。より低い密度の観点から、それは電気導電性流体51の後に形成される。示されているメニスカスの形状及び基板6の第2側113への接着は全く模式的であり、何れの物理的効果に対応する必要はない。
図12は、スペーサ8の挿入後の結果について示している。このスペーサは、この場合、パリレンの流体接触層10を備えたリング形状電気絶縁性部材8である。スペーサ8は、外側壁90の電気メッキ層91への適切な接着のための修正された表面構造又は層を有する表面9を有する。この表面構造又は層は何れの化学種、又は、ロッキング特徴のような機械的構成から成ることが可能である。更に、スペーサ8はギャップ64を備えることが可能である。このギャップ64は、第1の有利点として、電極2がこのスペーサ8の下に備えられることが可能であることを有する。それ故、電極2は光路の外側に位置付けられ、そのことはセルの直径を減少させる。ギャップの第2の有利点は、電気導電性流体52と電気絶縁性流体51との間のメニスカス14の角度の修正である。その結果、セルの最小の厚さを減少することができる。基板の外側端部61と共に、スペーサ8は内側壁の一部を構成する。
図13は、製造における第6段階の後のセル15を示している。この段階は端部4の組み立てを含む。端部4は、内側部分、メンブレン45及び外側部分81を有する。圧力ツール70が端部4の第1側111に備えられている。好適には、端部4には、実際の組み立ての前に、第2側114に電気絶縁性流体の層が形成される。このことは、組み立て中に気泡が形成されないことを確実にする。端部4は、組み立て中に流体51中に浸積される。その結果、端部の第1側に、流体の過剰層55が形成される。電気絶縁性流体51は、狭いチャネルが外側部分81と外側壁90との間に残されているため、端部4の第2側114から第1側111に流れることができる。
図14は、端部4の外側部分81が本体部に固定された後のセル15を示している。この本体部は、実際には、スペーサ8及び外側壁90の両方を有する。このことは、クランピング体86の挿入により実行される。この本体部は、スペーサ8の方の下方に外側部分81をクランプする及び/又は置く。その結果、メンブレン45は、僅かに曲がった位置に入れられる。クランピング体は、外側壁90の電気メッキ表面層91と接触する表面を有する。そのクランピング体は、好適には、1つ又はそれ以上のロッキング特徴を備えている。必要に応じて、そのクランピング体は、外側部分81と外側壁90との間のチャネル89内に伸びるようにデザインされることが可能である。このような操作において、接着層63と、基板6の外側部分61と、スペーサ8と、端部4の外側部分81と、クランピング体86とにより構成される内側壁80が形成される。
図15は、電気絶縁性流体51のツール70及び過剰層55の除去の後のセル15を示している。その除去段階は洗浄段階により後続され、それ故、クランピング体86及びメンブレン45の表面は後続段階のために十分清浄である。
図16は、製造における最終の重要な段階の後のセル15を示している。この段階において、クランピング体86と外側壁90との間の接続が密封層95の形成により強くなる。密封層95は、好適には、適切な浴における電気メッキにより形成される。代替として、その密封層は、エポキシ樹脂ベースの層のような、それ自体既知の何れの他の層であることが可能である。密封層95は、この実施例においては、メンブレン45の方に伸びているが、そのことは重要ではない。好適には、密封層95は、何れの角に行き渡り、平滑な外側表面を与えるように、適切な厚さに形成される。密封層95は、この実施例においては、端部の第1側111から基板の第1側112の方に伸びている。このことは、その密封層がクランピング特徴も有し、外側壁90を拡張部85、86と一体化する点で有利である。
図17は、本発明のセルの第2実施形態の模式的断面図を示している。外側壁80の拡張部85を覆う何れの電気メッキにより形成された密封層については、この実施形態においては示していない。この実施形態においては、外側壁のコア92は金属トレイであり、その金属トレイは、元々、凸部85を有する。第2カバープレート6は、スルーホール62,本体部8及び第1カバープレート4と共に、ここで、図8乃至16を参照して説明する方法で組み立てられる。本体部8は、一般に、電極の1つとして機能し、例えば、コンタクトとして機能するトレイ92に接続されている。
第1カバープレート4は、ここでは、応力を受けて曲がるように、十分薄いように選択される連続プレートである。この実施例においては、ガラスプレートを用いている。キャビティ41が、本体部8と第1カバープレート4との間にある。流体51、52の少なくとも1つの拡張により。特に高温においては、第1カバープレート4は、セルの体積を大きくするように曲がる。流体51、52の少なくとも1つの収縮により、第1カバープレートは、セルの体積を減少させるように曲がる。好適には、電気絶縁性流体51はオイルであり、第2流体52より大きい熱膨張係数を有するため、好適には、第1カバープレート4は電気絶縁性流体551の側部にある。
図18は、本発明にしたがったエレクトロウェッティングセルの他の実施形態を示している。この実施形態の左側については、図19に詳細に示している。この実施形態においては、外側壁は、円筒形壁部92及びリング形状閉止部材86、12により構成されている。リング形状閉止部86、12間に、ガラスプレート4、6及び環状又はリング形状絶縁部材8が、他の実施形態と同様の方法で囲まれている。
この実施形態の組み立ての前に、円筒形壁部92はniflonより成る層91により形成される。niflonは、テフロン(登録商標)及びニッケルの複合材料であり、電気導電性である。そのような複合材料の他の例には、テフロン(登録商標)と銅の複合材料がある。そのような層は電気導電性であるため、電気亜鉛メッキのような電気的処理に基づくメッキ技術を用いるとき、他の実施形態においてまた、適用される最終的な金属層91をniflon層91上に直接、成長させることができる。また、環状部材12,86はniflon層11、13を備えている。
その実施形態は次のように組み立てられる。その組み立ては、円筒形壁部92から開始される。リング形状閉止部材12が円筒形壁部に挿入される。リング形状閉止部材12の上部において、ガラスプレート又は基板6は接着剤により取り付けられる。ガラスプレート又は基板6の上部に、環状又はリング形状絶縁部材8が取り付けられる。次いで、上記実施形態において説明した方法と同じ方法で、第1及び第2液体がキャビティ内に供給され、カバープレートがそれら液体の上部に位置付けられる。
シーラント又はnifron層は、それらの材料が重ね合わされる表面の平らでない部分に圧力を掛けられ、その広がりが、接着処理中又はその後に、2つの隣接表面の互いに対して移動させることにより改善されることができる。そのような相対的な移動は、互いに対してそれらの表面を回転させる及び/又は連続的にスライドさせることにより達成される。好適には、シーラントは、電気亜鉛メッキのような堆積又は成長処理により隣接表面のどちらかに適用される。そのような処理は、本発明における隣接表面間に存在する、非常に狭い閉止部を密封する目的で適切な材料の薄膜又はラビリンスを適切に堆積することを可能にする。
他の実施形態に関連して説明した幾つかの付加的特徴をまた、この実施形態において適用することができる。
ここでは示していないが、電気メッキによる密封層により非常に適切な結果が得られている。このような電気メッキによる密封層がまた、セルを含む他の流体の構成に適用可能であること、並びに、内側壁80及び外側壁90を有するセル及び拡張部85、86が全てのアプリケーションに適用されないことは、排除されない。第1側111及び第2側112において伸びる外側壁80の拡張部85、86は別個の要素ではないが、構成部分に対する凸部か又は接続部のどちらかが成長又は堆積されることが更に理解できる。特に、電気メッキによる接続は、そのような拡張部86として有効である。
Claims (16)
- 基板及び少なくとも1つの側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルであって、前記基板及び側壁は、共にエレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定し、前記本体部に固定可能である少なくとも1つの端部を更に有する、エレクトロウェッティングセルであり、前記本体部の少なくとも1つの側壁は内側壁及び外側壁を有し、前記端部の一部は前記内側壁の一部であり、それ故、前記端部及び前記本体部を固定し、そして、前記外側壁は、第1側と該第1側に対して反対側の前記内側壁の第2側とに伸びた拡張部を備えている、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項1に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁は前記基板の一部を有する、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項2に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁は、前記基板の一部と前記端部の一部との間に電気絶縁性材料のスペーサを更に有する、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項1に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁の第1側において伸びている前記外側壁の前記拡張部は、前記外側壁に取り付けられたクランピング体である、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項4に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記クランピング体は、前記拡張部及び前記外側壁において成長された金属層により前記外側壁に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項1に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記エレクトロウェッティング流体の少なくとも1つと接する第1電極及び第2電極は、前記基板及び前記端部における前記キャビティの反対側に規定される、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項6に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記基板は開口を備え、前記基板の端部に前記電極がある、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項1に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記端部は、閉止キャビティの体積の拡大を可能にするフレキシブルなメンブレンを有する、エレクトロウェッティングセル。
- 請求項2に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁の前記第2側における前記拡張部は、両側において成長された金属層を介して前記基板に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
- 基板及び少なくとも1つの側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルであって、前記基板及び側壁は、共にエレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定し、前記本体部に固定可能である少なくとも1つの端部を更に有する、エレクトロウェッティングセルであり、前記端部は、前記端部及びジョイント部の両方の表面に形成された金属層により前記本体部に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
- 基板並びに内側壁及び外側壁を有する側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルの製造方法であって、前記外側壁は前記内側壁の反対側に伸びている第1及び第2拡張部を備え、前記基板及び側壁は、共に第1及び第2エレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定する製造方法であり:
外側壁及び基板を備え、その結果、前記キャビティを得る段階;
前記第1及び第2エレクトロウェッティング流体で前記キャビティを満たす段階;
前記基板までの所望の距離に前記流体の少なくとも1つに浸積されるような前記キャビティの端部を備える段階であって、前記基板及び前記端部の一部と任意には中間スペーサとが前記内側壁を構成する、段階;
前記外側壁の前記第1拡張部が前記端部の上部に位置付けられるように、前記本体部に前記端部を固定する段階;
を有する製造方法。 - 請求項11に記載の方法であって、前記拡張部は、前記端部に位置付けされた直後に前記外側壁に接続される別個のクランピング体である、製造方法。
- 請求項12に記載の方法であって、前記クランピング体及び前記外側壁はそれらの表面に成長された金属層により接続されている、製造方法。
- 請求項1乃至10の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルと協働する画像取り込み装置又は画像センサ。
- 請求項1乃至10の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルを有する光走査装置。
- 請求項1乃至10の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルと協働するディスプレイ装置。
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