KR101256709B1 - 전기-광학 디스플레이에서 사용하기 위한 다층 시트 - Google Patents

전기-광학 디스플레이에서 사용하기 위한 다층 시트 Download PDF

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이 잉크 코포레이션
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Abstract

전기-광학 디스플레이들에서 유용한 다층막 (100) 은, 광-투과성 전기-도전층 (114); 광-투과성 제 1 보호층 (112); 광-투과성 수분 장벽층 (108); 및 광-투과성 제 2 보호층 (106) 을 이러한 순서로 포함한다. 이러한 다층막은 미국 특허 제 6,982,179호 또는 특허 공개 공보 제 2007/0109219호에서 설명된 프로세스들에 의해 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 사용될 수 있다.
전기-광학 디스플레이, 다층막, 광-투과성

Description

전기-광학 디스플레이에서 사용하기 위한 다층 시트{MULTI-LAYER SHEET FOR USE IN ELECTRO-OPTIC DISPLAYS}
본원은:
(a) 미국 특허 제 6,982,178호;
(b) 미국 특허 제 7,236,292호;
(c) 미국 특허 공개 공보 제 2004/0155857호;
(d) 미국 특허 제 7,110,164호;
(e) 미국 특허 공개 공보 제 2007/0109219호;
(f) 미국 특허 공개 공보 제 2007/0152956호;
(g) 미국 특허 공개 공보 제 2007/0211331호;
(h) 2007년 9월 6일자로 출원된 미국 출원 번호 제 11/850,831호; 및
(i) 2007년 12월 6일자로 출원된 미국 출원 번호 제 11/951,489호에 관한 것이다.
편의를 위해, 전술한 출원들 및 특허들은 이하 "전기-광학 디스플레이 제조 (electro-optic display manufacturing)" 또는 "EODM" 특허들 및 출원들로서 지칭될 수도 있다.
전기-광학 디스플레이에 관한 기술분야의 배경 용어 및 상태는, 추가적인 정보를 위해 참조하는 미국 특허 제 7,012,600호에서 상세히 설명된다. 따라서, 그 기술분야의 이러한 용어 및 상태는 아래에서 간단하게 요약될 것이다.
본 발명은 전기-광학 디스플레이들에서 사용하기 위한 다층 시트들에 관한 것이다. 그러한 전기-광학 디스플레이들은 통상적으로, 매체가 내부 액체-충진된 공간들 또는 가스-충진된 공간들을 가질 수도 있고 종종 가짐에도 전기-광학 매체가 고체 외부 표면들을 갖는 의미로, 고체인 전기-광학 매체를 포함한다 (그러한 디스플레이들은 이하 편의를 위해 "고체 전기-광학 디스플레이들" 이라 지칭될 수도 있다). 따라서, "고체 전기-광학 디스플레이들" 이라는 용어는, 캡슐화된 전기영동 디스플레이, 캡슐화된 액정 디스플레이, 및 이하 논의되는 다른 타입의 디스플레이들을 포함한다.
재료 또는 디스플레이에 적용되는 바와 같은 "전기-광학" 이라는 용어는, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하기 위해 이미징 분야에서의 그의 통상적인 의미로 여기에서 사용되며, 그 재료는 그 재료에 전계를 인가함으로써 그의 제 1 디스플레이 상태로부터 그의 제 2 디스플레이 상태로 변경된다.
"쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성" 이라는 용어들은 당업계에서의 그들의 통상적인 의미로 여기에서 사용되어, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하며, 유한한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해 임의의 소정의 엘리먼트가 그의 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나의 상태를 취하도록 구동된 후, 어드레싱 펄스가 종료된 이후에, 그 상태가 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변경시키는데 요구되는 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 여러 배, 예를 들어, 적어도 4배 동안 지속할 디스플레이들을 지칭한다.
예를 들어, 여러 타입의 전기-광학 디스플레이가 공지되어 있다.
(a) 회전 이색성 멤버 디스플레이 (rotating bichromal member display) (예를 들어, 미국 특허 제 5,808,783호; 제 5,777,782호; 제 5,760,761호; 제 6,054,071호; 제 6,055,091호; 제 6,097,531호; 제 6,128,124호; 제 6,137,467호; 및 제 6,147,791호를 참조);
(b) 일렉트로크로믹 (electrochromic) 디스플레이 (예를 들어, O'Regan, B., 등의 1991년 Nature지 353, 737; Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (2002년 3월); Bach, U., 등의 Adv. Mater., 2002, 14(11), 845; 및 미국 특허 제 6,301,038호; 제 6,870,657호; 및 제 6,950,220호를 참조);
(c) 전기-습윤 (electro-wetting) 디스플레이 (Hayes, R.A., 등의 "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (2003년 9월 25일) 및 미국 특허 공개 공보 제 2005/0151709호를 참조);
(d) 복수의 대전된 입자들이 전계의 영향하에서 유체를 통해 이동하는 입자-기반 전기영동 디스플레이 (미국 특허 제 5,930,026호; 제 5,961,804호; 제6,017,584호; 제 6,067,185호; 제 6,118,426호; 제 6,120,588호; 제 6,120,839호; 제 6,124,851호; 제 6,130,773호; 및 제 6,130,774호; 미국 특허 공개 공보 제 2002/0060321호; 제 2002/0090980호; 제 2003/0011560호; 제 2003/0102858호; 제 2003/0151702호; 제 2003/0222315호; 제 2004/0014265호; 제 2004/0075634호; 제 2004/0094422호; 제 2004/0105036호; 제 2005/0062714호; 및 제 2005/0270261호; 및 국제 특허 공개 공보 제 WO 00/38000호; 제 WO 00/36560호; 제 WO 00/67110호; 및 제 WO 01/07961호; 및 유럽 특허 제 1,099,207 B1; 및 제 1,145,072 B1; 및 상술된 미국 특허 제 7,012,600호에서 설명된 다른 MIT 및 E 잉크 특허 및 출원을 참조).
전기영동 매체들의 여러 상이한 변형들이 존재한다. 전기영동 매체들은 액체 또는 가스의 유체들을 사용할 수 있으며, 가스 유체들에 대하여, 예를 들어, 2001 년 IDW Japan, Paper HCS1-1 의 Kitamura, T., 등의 "Electrical toner movement for electronic paper-like display" 및 2001년 IDW Japan, Paper AMD4-4의 Yamaguchi, Y.,등의 "Toner display using insulative particles charged triboelectrically"; 미국 특허 공개 공보 제 2005/0001810호; 유럽 특허 출원 제 1,462,847호; 제 1,482,354호; 제 1,484,635호; 제 1,500,971호; 제 1,501,194호; 제 1,536,271호; 제 1,542,067호; 제 1,577,702호; 제 1,577,703호; 및 제 1,598,694호; 및 국제 출원 제 WO 2004/090626호; 제 WO 2004/079442호; 및 제 WO 2004/001498호를 참조한다. 매체들은 다수의 작은 캡슐들을 포함하여 캡슐화될 수도 있으며, 그 작은 캡슐들 각각은 자체적으로, 액체 부유 매체에 부유된 전기영동적-이동성 입자들을 포함하는 내부 페이즈 (phase), 및 그 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 그 캡슐들은 폴리머 바인더 내에서 자체 적으로 홀딩되어 2개의 전극들 사이에 위치된 코히어런트 (coherent) 층을 형성하며, 이는 전술한 MIT 및 E 잉크 특허들 및 출원들을 참조한다. 다른 방법으로, 캡슐화된 전기영동 매체에서, 별개의 마이크로캡슐들을 둘러싸는 벽들은 연속 페이즈에 의해 대체될 수도 있으며, 따라서, 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 개별 드롭렛들 (droplet) 및 폴리머 재료의 연속 페이즈를 포함하는 소위 폴리머-분산형 (polymer-dispersed) 전기영동 디스플레이를 생성하며, 이는 예를 들어, 미국 특허 제 6,866,760호를 참조한다. 본원의 목적을 위해, 그러한 폴리머-분산형 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 변종으로서 간주된다. 또 다른 변형은, 대전된 입자들 및 유체가 통상적으로 폴리머 막인 캐리어 매체 내에 형성된 복수의 캐비티들 (cavity) 내에서 유지되는 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이며, 이는 예를 들어, 미국 특허 제 6,672,921호 및 제 6,788,449호를 참조한다.
전기영동 매체는, 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 다른 하나의 디스플레이 상태가 광-투과성 (light-transmissive) 인 "셔터 모드" 로 동작할 수 있다. 이는 예를 들어, 미국 특허 제 6,130,774호 및 제 6,172,798호, 및 미국 특허 제 5,872,552호; 제 6,144,361호; 제 6,271,823호; 제 6,225,971호; 및 제 6,184,856호를 참조한다. 유전영동 (dielectrophoretic) 디스플레이가 유사한 모드로 동작할 수 있으며, 이는 미국 특허 제 4,418,346호를 참조한다. 또한, 다른 타입의 전기-광학 디스플레이가 셔터 모드로 동작하는 것이 가능할 수도 있다.
예를 들어 캡슐화된 액정 매체와 같은 다른 타입의 전기-광학 매체가 또한 본 발명에서 사용될 수도 있다.
일반적으로, 전기-광학 디스플레이는 전기-광학 재료의 층, 및 그 전기-광학 재료의 대향측 상에 배치된 적어도 2개의 다른 층들을 포함하며, 그 2개의 층들 중 하나는 전극층이다. 대부분의 그러한 디스플레이에서, 양자 모두의 층들이 전극층들이며, 그 전극층들 중 하나 또는 그 양자 모두는 디스플레이의 픽셀들을 정의하기 위해 패터닝된다. 예를 들어, 하나의 전극층은 연장된 행 전극들로 패터닝될 수도 있고, 다른 전극층은 그 행 전극들에 대해 직각으로 연속하는 연장된 열 전극들로 패터닝될 수도 있으며, 픽셀들은 그 행 및 열 전극들의 교점들에 의해 정의된다. 다른 방법으로 및 좀 더 일반적으로, 하나의 전극층은 단일 연속 전극의 형태를 갖고, 다른 전극층은 픽셀 전극들의 매트릭스로 패터닝되며, 그 픽셀 전극들 각각은 디스플레이의 하나의 픽셀을 정의한다. 스타일러스, 프린트 헤드 또는 디스플레이로부터 분리된 유사한 이동가능 전극과의 사용에 의도된 전기-광학 디스플레이의 또 다른 타입에서, 전기-광학층에 인접한 층들 중 하나의 층만이 전극을 포함하며, 통상적으로, 전기-광학층의 대향측 상의 층은 이동가능 전극이 그 전기-광학층을 손상시키는 것을 방지하도록 의도된 보호층이다.
3층 전기-광학 디스플레이의 제조는 일반적으로 적어도 하나의 적층 동작을 수반한다. 전술된 미국 특허 제 6,982,178호에서 논의된 바와 같이, 고체 전기-광학 디스플레이들에서 사용된 대부분의 컴포넌트들, 및 그러한 디스플레이들을 제조하기 위해 사용된 방법들은, 고체 매체가 아니라 액체 매체를 사용하지만 또한 당연히 전기-광학 디스플레이들인 액정 디스플레이들 (LCD) 에서 사용되는 기술로부터 도출된다. 그러나, LCD들을 어셈블링하기 위해 사용되는 방법들은 고체 전기-광학 디스플레이들에서 사용될 수 없다. 분리된 유리 기판들 상에 백플레인 및 전면 전극을 형성하고, 그 후 이들 컴포넌트들 사이에 작은 어퍼쳐 (aperture) 를 남기면서 이들 컴포넌트들을 함께 접착 고정시키고, 결과의 어셈블리를 진공 하에 배치하며, 액정의 배쓰 내에 그 어셈블리를 침지 (immerse) 시켜서, 백플레인과 전면 전극 사이의 어퍼쳐를 통해 액정이 흐르도록 함으로써, LCD들이 일반적으로 어셈블링된다. 마지막으로, 배치된 액정과 함께, 어퍼쳐가 밀봉되어 최종 디스플레이를 제공한다.
이러한 LCD 어셈블리 프로세스는 고체 전기-광학 디스플레이들로 용이하게 옮겨질 수 없다. 전기-광학 재료가 고체이기 때문에, 전기-광학 재료는 백플레인과 전면 전극 이들 2개의 완전체들이 서로 고정되기 전에 그 백플레인과 그 전면 전극 사이에 존재해야만 한다. 또한, 전면 전극 및 백플레인 중 어느 하나에도 부착되지 않으면서 그 전면 전극과 백플레인 사이에 간단하게 배치되는 액정 재료와 대조적으로, 고체 전기-광학 매체는 일반적으로 그들 양자 모두에 고정될 필요가 있으며; 몇몇 경우들에서, 일반적으로 회로-포함 백플레인 상에 매체를 형성하는 것보다 더 용이하므로, 전면 전극 상에 고체 전기-광학 매체가 형성되며, 그 후, 통상적으로 전기-광학 매체의 전체 표면을 접착제로 커버하고 열, 압력, 및 가능하게는 진공 하에서 적층함으로써, 백플레인에 전면 전극/전기-광학 매체 조합이 적층된다.
본래, 전기영동 디스플레이들의 최종 적층을 위한 대부분의 종래 기술 방법들은, 전기-광학 매체, 적층 접착제 및 백플레인이 최종 어셈블리 직전에만 합쳐지는 배치 (batch) 방법들이며, 대량 생산에 더 적합한 방법을 제공하는데 바람직하다.
전술한 미국 특허 제 6,982,178호는 대량 생산에 매우 적합한 (캡슐화된 전기영동 디스플레이를 포함하는) 고체 전기-광학 디스플레이를 어셈블링하는 방법을 설명한다. 본질적으로, 이러한 특허는, 광-투과성 전기-도전층; 그 전기-도전층과 전기적으로 접촉하는 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 릴리즈 시트 (release sheet) 를 이러한 순서로 포함하는 소위 "전면 플레인 적층 (front plane laminate)" ("FPL") 을 설명한다. 통상적으로, 광-투과성 전기-도전층은 광-투과성 기판 상에 지지될 것이며, 그 광-투과성 기판은, 그 기판이 영구적인 변형없이 (예컨대) 직경이 10 인치 (254 mm) 인 드럼에 수동적으로 감겨질 수 있는 정도로 가요성인 것이 바람직하다. "광-투과성" 이라는 용어는, 그렇게 지정된 층이, 관측자로 하여금, 일반적으로 전기-도전층 및 (존재한다면) 인접한 기판을 통해 뷰잉될 전기-광학 매체의 디스플레이 상태들의 변화를 그 층을 통해 보아서 관측할 수 있게 하기에 충분한 광을 투과한다는 의미로 그 특허 및 여기에서 사용되며; 전기-광학 매체가 비가시 파장들에서의 반사율의 변화를 디스플레이하는 경우들에서, "광-투과성" 이라는 용어는 당연히 관련 비가시 파장들의 투과를 지칭하는 것으로 해석되어야 한다. 기판은 통상적으로 폴리머 막일 것이며, 일반적으로 약 1 내지 약 25 mil (25 내지 634 ㎛), 바람직하게는 약 2 내지 약 10 mil (51 내 지 254 ㎛) 의 범위의 두께를 가질 것이다. 편리하게, 전기-도전층은, 예를 들어, 알루미늄 또는 ITO의 얇은 금속 또는 금속 산화층이거나, 또는 도전성 폴리머일 수도 있다. 알루미늄 또는 ITO로 코팅된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 막들은, 예를 들어, DE 윌밍턴 소재의 E.I. du Pont de Nemours & Company 로부터의 "알루미늄 처리된 마일라 (aluminized Mylar)" ("Mylar" 은 등록 상표이다) 로서 상업적으로 입수가능하며, 그러한 상업적인 재료들은 전면 적층에서 양호한 결과들로 사용될 수도 있다.
전술한 2004/0155857호는, 본질적으로 전술한 미국 특허 제 6,982,178호의 전면 플레인 적층의 간략화된 버전인 소위 "더블 릴리즈 시트" 를 설명한다. 더블 릴리즈 시트의 일 형태는, 2개의 접착층들 사이에 개재된 고체 전기-광학 매체의 층을 포함하며, 그 접착층들 중 하나 또는 양자 모두는 릴리즈 시트에 의해 커버된다. 더블 릴리즈 시트의 또 다른 형태는 2개의 릴리즈 시트들 사이에 개재된 고체 전기-광학 매체의 층을 포함한다. 더블 릴리즈 막의 형태들 양자 모두는 이미 설명된 전면 플레인 적층으로부터 전기-광학 디스플레이를 어셈블링하기 위한 프로세스와 일반적으로 유사하지만 2개의 별개의 적층들을 수반하는 프로세스에서 사용하도록 의도되며; 통상적으로, 제 1 적층에서, 더블 릴리즈 시트는 전면 서브-어셈블리를 형성하기 위해 전면 전극에 적층되고, 그 후, 제 2 적층에서, 그 전면 서브-어셈블리는 최종 디스플레이를 형성하기 위해 백플레인에 적층되지만, 이들 2개의 적층들의 순서는 원한다면 역전될 수 있다.
전술된 전면 플레인 적층들 또는 더블 릴리즈 막들을 사용하여 제조된 전기- 광학 디스플레이들은 일반적으로 전기-광학층 그 자체와 백플레인 사이에 적층 접착제의 층을 가지고, 이러한 적층 접착층의 존재는 디스플레이들의 전기-광학 특성들에 영향을 미친다. 특히, 적층 접착층의 전기 도전성은 디스플레이의 저온 성능 및 해상도 양자 모두에 영향을 미친다. 디스플레이의 저온 성능은, 적층 접착층의 도전성을 증가시킴으로써, 예컨대 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트 (tetrabutylammonium hexafluorophosphate) 또는 전술된 미국 특허 제 7,012,735호 및 제 7,173,752호에서 설명된 다른 재료들로 층에 도핑함으로써 개선될 수 있다 (이는 경험적으로 발견되었다). 그러나, 이러한 방법으로 적층 접착층의 도전성을 증가시키는 것은 픽셀 블루밍 (pixel blooming) (픽셀 전극에서의 전압의 변화에 응답하여 광학 상태를 변경하는 전기-광학층의 영역이 픽셀 전극 그 자체보다 더 크게 되는 현상) 을 증가시키는 경향이 있고, 이러한 블루밍은 디스플레이의 해상도를 감소시키는 경향이 있다. 따라서, 이러한 타입의 디스플레이는 명백하게 본질적으로 저온 성능과 디스플레이 해상도 사이에서 절충을 요구하며, 실제로 통상적으로 저온 성능이 희생된다.
전술한 2007/0109219호는, 전술한 미국 특허 제 6,982,178호에서 설명된 전면 플레인 적층의 변형인 소위 "인버팅된 (invert) 전면 플레인 적층" 을 설명한다. 이러한 인버팅된 전면 플레인 적층은, 광-투과성 보호층 및 광-투과성 전기-도전층 중 적어도 하나; 접착층; 고체 전기-광학 매체의 층; 및 릴리즈 시트를 이러한 순서로 포함한다. 이러한 인버팅된 전면 플레인 적층은, 전기-광학층과 전면 전극 또는 전면 기판 사이에 적층 접착층을 갖는 전기-광학 디스플레이를 형 성하기 위해 사용되며, 두번째의 통상적으로 얇은 접착층은 전기-광학층과 백플레인 사이에 존재할 수도 있거나 존재하지 않을 수도 있다. 그러한 전기-광학 디스플레이들은 양호한 저온 성능과 양호한 해상도를 조합시킬 수 있다.
전기-광학 디스플레이들에 대한 특정한 신흥 시장들은, (수 밀리미터의 직경을 가질 수도 있는) 맨드렐 (mandrel) 에 감겨지는 저장 포지션과 디스플레이가 비교적 큰 평탄한 디스플레이 스크린을 형성하는 동작 포지션 사이에서 반복적으로 이동될 수 있도록, 얇은, 가요성인, 롤링 가능한 디스플레이들을 요구한다. 예컨대, 이러한 타입의 가요성 디스플레이가 셀룰러 전화기에 제공되어 그 전화기에 의해 수신된 이메일 메시지들의 판독을 용이하게 하는 것이 제안되었다 (전술된 제 2006/0194619호 참조). 이러한 목적에 가장 유용한 스크린의 사이즈를 제공하기 위해, 그러한 가요성 디스플레이는 약 0.2 ㎜ 이하인 두께를 가질 필요가 있다.
그러한 얇은 디스플레이를 제공하는데 있어서의 하나의 주요한 문제는 방사를 포함하는 환경에 대해 전기-광학 매체를 밀봉하는 것이다. 여러 전술된 E Ink의 특허들 및 출원들에서 논의된 바와 같이, 몇몇 전기-광학 매체는 산소 및 수분에 민감하고, 따라서 그러한 매체를 사용하는 디스플레이는 전기-광학 매체로의 산소 및 수분의 확산 (그리고, 수분의 경우에는, 그 전기-광학 매체로부터의 확산) 을 방지하기 위해 장벽층들을 통합할 필요가 있다. 또한, 전기-광학층에 도달하는 자외선 방사를 방지하기 위해 장벽을 제공하는 것이 바람직하다. 상업적으로 수용가능한 외관 및 기계적인 손상에 대한 저항을 갖는 디스플레이를 제공하기 위해, 디스플레이의 뷰잉 표면은 적어도 몇몇 경우들에서 방현 (anti-glare) 하 드 코트를 가져야 한다. 마지막으로, 전기-광학 매체와 뷰잉 표면 사이의 디스플레이 구조의 부분 (이하 편의를 위해 디스플레이의 "전면 서브-어셈블리" 라 지칭) 은 디스플레이의 전면 전극을 형성하는 전기-도전층을 제공할 필요가 있다.
고 가요성 디스플레이에서 사용되기에 충분히 얇은 전면 서브-어셈블리에 모든 이러한 기능들을 제공하는 것은 상당히 어려운 일이다. 이론적으로 단일, 모놀리식 (monolithic) 층에 모든 필요한 기능들을 제공하는 것이 바람직할 것이지만, 단일 층에 모든 이러한 기능들을 제공하는 것이 가능한 알려진 재료가 존재하지 않고, 그러한 재료가 개발될 수 있더라도, 아마도 고 가요성 디스플레이들에서 사용하기에 비실용적으로 고가일 것이다. 따라서, 다층 전면 서브-어셈블리를 사용할 필요가 있다.
그러나, 그러한 다층 전면 서브-어셈블리를 사용하는 것은 고 가요성 디스플레이들의 생성에서 다른 문제를 악화시키며, 즉 매우 얇은 기판들의 강성 (stiffness) 의 부족으로 인해 그러한 기판들에 대한 코팅, 핸들링, 적층, 및 어셈블리 동작들을 포함하는 제조 동작들을 수행하는 어려움을 악화시킨다. 이러한 어려움들은 가능한 경우에 습윤 프로세싱을 사용함으로써 어느 정도 감소될 수 있지만, 고 가요성 디스플레이의 최종 어셈블리는 얇은 백플레인에 전면 서브-어셈블리, 전기-광학 매체, 및 (통상적으로) 적층 접착층을 포함하는 얇은 서브-어셈블리의 적층을 요구하며, 이러한 적층은 일반적으로 습윤 프로세싱을 사용하여 수행될 수 없다.
고 가요성 디스플레이들을 설계하는데 있어서의 다른 문제는 "크립 (creep)" 현상이다. 종종 롤링되거나 또는 감겨진 구성으로 가요성 디스플레이를 저장하는 것이 바람직하며, 예컨대 디스플레이는 원통형 맨드렐에 감겨지거나 또는 셀룰러 전화기 또는 유사한 전자 디바이스의 외부에 감겨 접혀져 저장될 수도 있다. 가요성 디스플레이가 사용되어야할 때, 실질적으로 평탄한 구성으로 언롤링되거나 또는 펴지고, 그 후 사용 이후에 다시 롤링되거나 또는 다시 감겨진다. 가요성 디스플레이가 신중히 설계되지 않는 한, 그러한 가요성 디스플레이들의 반복되는 언롤링 또는 풀기는 일반적으로 존재하는 전면 및 후면 기판들로 하여금 서로에 관하여 약간 이동 (크립) 하도록 야기한다. 그러한 크립은 디스플레이의 다양한 층들의 서로로부터의 층간분리 (delamination) 를 초래하거나 또는 디스플레이의 다양한 부분들 사이에서 전기-광학 특징들의 차이들을 도입할 수도 있으므로 매우 바람직하지 않다. 디스플레이의 뷰잉 표면에 인접하여 배치된 컬러 필터와 디스플레이의 후면 표면 근방에 존재하는 픽셀 전극들 사이의 임의의 움직임이 정확한 컬러 재현을 위해 필요한 컬러 필터 엘리먼트들과 픽셀 전극들 사이의 정렬을 파괴하고 따라서 디스플레이에 의해 생성된 컬러들에 악영향을 미치므로, 컬러 필터들을 사용하는 컬러 디스플레이들에서 크립은 특정한 문제이다.
지금까지는, 전기-광학 디스플레이들의 전면 전극들이 스퍼터링된 금속 옥사이드 세라믹, 예컨대 인듐 틴 옥사이드 (ITO) 로부터 통상적으로 형성되었다. 그러한 스퍼터링된 세라믹 층들은 고가이고, 디스플레이의 전체 비용의 상당한 부분을 구성할 수 있다. 따라서, 비용을 감소시킬 수 있지만, ITO 가 자체적으로 몇몇 유용한 장벽 특징들을 제공하므로 전면 서브-어셈블리의 장벽 특징들을 또한 감소시킬 수도 있는 연속적이거나 또는 습윤 코팅된 도전층으로 스퍼터링된 세라믹 층을 대체하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시형태들은, 양호한 장벽 특징들을 여전히 유지하면서 그러한 연속적이거나 또는 습윤 코팅된 도전층의 사용을 허용한다.
본 발명은 얇은, 롤링 가능한 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 사용하기 위한 다층 시트를 제공하는 것을 추구하며, 이러한 시트는 전술된 문제들의 적어도 일부를 감소시키거나 또는 제거한다.
본 발명은 얇고 롤링 가능한 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 사용하기 위한 다층 시트를 제공한다. 또한, 본 발명은 개별 층들의 각각으로 하여금 다른 층들과 독립적으로 그 기능을 완수하도록 최적화되는 것을 허용하는 방법으로 다층 시트를 형성하기 위해 사용될 수 있는 적층 프로세스를 제공한다. 또한, 층들은 이들의 특정한 기능들에 대해 경제적으로 생성될 수 있다.
따라서, 본 발명은 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 유용한 다층막을 제공하며, 그 다층막은,
광-투과성 전기-도전층;
광-투과성 제 1 보호층;
광-투과성 수분 장벽층; 및
광-투과성 제 2 보호층을 이러한 순서로 포함한다.
그러한 다층막은 매우 얇게 이루어질 수 있으며; 통상적으로, 본 발명의 다층막은 약 100 ㎛ 이하의 총 두께, 바람직하게는 약 50 ㎛ 이하의 총 두께를 가질 것이며; 이러한 총 두께는, 기능하는 전기-광학 디스플레이에 막이 통합되기 전에 제거되는 어떠한 층도 포함하지 않고 계산된다. 예컨대, 이하 더 상세히 설명되는 바와 같이, 종종 다층막의 생성 동안에 수반되는 얇은 시트들의 핸들링을 용이하게 하기 위해 제거가능한 마스킹 시트를 막에 제공하는 것이 바람직하며, 이러한 마스킹 막은 통상적으로 최종 전기-광학 디스플레이에 막이 통합되기 전에 제거되며, 본 발명의 다층막의 총 두께를 계산할 때 그러한 마스킹 막의 두께는 무시된다.
본 다층막에서, 광-투과성 전기-도전층은 인듐-틴-옥사이드 또는 습윤 코팅된 도전층을 포함한다. 예컨대 알루미늄과 같은 금속들의 매우 얇은 스퍼터링된 층들과 같은 다른 광-투과성 전기-도전층들이 당연히 사용될 수 있다. 자외선 방사에 너무 많이 노출되는 것으로부터 최종 디스플레이에 존재하는 전기-광학 매체를 보호하는 것이 종종 바람직하므로, 제 1 및 제 2 보호층들 중 적어도 하나는 자외선 흡수제를 포함할 수도 있다. 수분 장벽층은 알루미늄 옥사이드를 포함할 수도 있다. 막은, 광-투과성 전기-도전층으로부터 제 2 보호층의 대향측 상에 방현 하드 코트를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로 또는 추가로, 막은, 광-투과성 전기-도전층으로부터 제 2 보호층의 대향측 상에 마스킹 막을 더 포함할 수도 있으며, 그 마스킹 막은 접촉하는 층을 실질적으로 손상시킴 없이 그 접촉하는 층으로부터 제거가능하며; 당연하게, 방현 하드 코트 및 마스킹 막이 존재하는 경우에는, 마스킹 막이 하드 코트의 외측으로 간다. 본 발명의 막은, 제 1 보호층과 수분 장벽 사이에 배치된 접착층을 더 포함할 수도 있다. 다층막의 몇몇 형태들에서, 추가적인 수분 장벽 보호를 제공하기 위해, 수분 장벽은 비장벽 중간층에 의해 분리된 제 1 및 제 2 수분 장벽 하위층들을 포함할 수도 있다. 이러한 중간층은 접착층일 수도 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 다층막을 사용하여 전기-광학 디스플레이를 어셈블링하기 위한 프로세스를 제공한다. 그러한 어셈블리 프로세스는 여러 상이한 방식들로 실시될 수 있다. 예컨대, 통상적으로 전면 플레인 적층을 형성하기 위해, 열 및 압력 하에서 다층막의 광-투과성 전기-도전층 상에 직접 전기-광학층을 코팅하고, 릴리즈 시트 상에 접착층을 개별적으로 코팅하며, 그 후 접착층과 전기-광학층을 함께 접촉시켜서 2개의 결과의 서브-어셈블리들을 적층함으로써, 전술된 미국 특허 제 6,982,178호에서 설명된 방법으로 그러한 어셈블리 프로세스가 전면 플레인 적층으로 인버팅될 수 있다. 그 후, 최종 디스플레이를 형성하기 위해, 전면 플레인 적층 및 백플레인에 적층된 잔여층들로부터 릴리즈 시트가 박리될 수 있다.
그러나, 전술된 제 2007/0109219호에서 설명된 바와 같이 인버팅된 전면 플레인 적층을 통해 사용하여 전기-광학 디스플레이로 다층막을 인버팅하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 본 발명은:
광-투과성 전기-도전층;
광-투과성 제 1 보호층;
광-투과성 수분 장벽층; 및
광-투과성 제 2 보호층을 이러한 순서로 자체적으로 포함하는 다층막을 제공하는 단계;
제 1 및 제 2 접착층들 사이에 개재된 전기-광학 매체의 층을 포함하는 더블 릴리즈 막을 제공하는 단계;
적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인을 제공하는 단계;
전기-도전층에 접촉하는 제 1 접착층으로 다층막에 더블 릴리즈 막을 적층함으로써, 다층막에 더블 릴리즈 막을 고정시키는 단계; 및
백플레인에 접촉하는 제 2 접착층으로 백플레인에 더블 릴리즈 막을 적층함으로써, 백플레인에 더블 릴리즈 막을 고정시키는 단계를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 어셈블링하기 위한 프로세스를 제공하며; 이러한 프로세스에서, 2개의 적층들은 어떠한 순서로도 행해질 수도 있다.
본 발명의 이러한 프로세스에서, 다층막은, 광-투과성 전기-도전층으로부터 제 2 보호층의 대향측 상에 마스킹 막을 더 포함할 수도 있고, 마스킹 막은 접촉하는 층을 실질적으로 손상시킴 없이 그 접촉하는 층으로부터 제거가능하고, 마스킹 막은 다층막이 더블 릴리즈 막에 고정된 후에 그 접촉하는 층으로부터 제거된다. 이러한 프로세스에서, 다층막은 통상적으로, 기능하는 전기-광학 디스플레이에 막이 통합되기 전에 제거되는 어떠한 층도 포함하지 않으면서, 약 50 ㎛ 이하의 총 두께를 가지며, 적층된 다층막, 더블 릴리즈 막, 및 백플레인의 총 두께는 통상적으로 약 150 ㎛ 를 초과하지 않는다.
또한, 본 발명은 본 발명의 바람직한 다층막들을 형성하기 위한 2개의 프로세스들을 제공한다. 이들 2개의 프로세스들 중 첫번째는: 자외선 흡수제를 포함하며 일방의 표면 상에 광-투과성 전기-도전층을 갖는 제 1 폴리머 시트를 제공하는 단계; 일방의 표면 상에 수분 장벽을 갖는 제 2 폴리머 시트를 제공하는 단계; 제 2 폴리머 시트의 수분 장벽 코팅된 표면 또는 전기-도전층을 지지하지 않는 제 1 폴리머 시트의 표면 중 어느 하나의 표면 상에 접착층을 코팅하는 단계; 및 전기-도전층을 노출시켜 유지하고 2개의 폴리머 시트들 사이에 접착층 및 수분 장벽을 배치하면서, 제 1 및 제 2 폴리머 시트들을 함께 접촉시키는 단계를 포함한다. 그 프로세스는 수분 장벽으로부터 멀리 떨어진 제 2 폴리머 시트의 표면 상에 방현 하드 코트를 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이들 2개의 프로세스들 중 두번째는: 일방의 표면 상에 수분 장벽을 갖는 폴리머 층을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 폴리머 시트들을 제공하는 단계; 수분 장벽들 중 하나의 수분 장벽 위에 접착층을 코팅하는 단계; 2개의 폴리머 층들 사이에 접착층 및 2개의 수분 장벽들을 배치하면서, 제 1 및 제 2 폴리머 시트들을 함께 접촉시키는 단계; 폴리머 층들 중 하나의 폴리머 층에 자외선 흡수제를 도입하는 단계; 및 폴리머 층들 중 하나의 폴리머 층의 노출된 표면 상에 도전층을 형성하는 단계를 포함한다. 이 두번째 프로세스는 전기-도전층으로부터 멀리 떨어진 폴리머 층의 표면 상에 방현 하드 코트를 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 다층 시트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 다층 시트의 개략적인 단면도이다.
첨부 도면들은 엄격하게 스케일링되지 않는다. 특히, 설명의 용이함을 위해, 다양한 층들의 두께들은 그 측면 치수들에 관련하여 크게 과장된다. 본 발명은, 얇은, 가요성인 전기-광학 디스플레이들의 생성에 매우 적합하며; 통상적으로, 이하 설명되는 다층 시트들은 (최종 디스플레이가 사용되기 전에 폐기되는 마스킹 막을 제외하고 측정된) 약 100 ㎛ 이하의 두께, 가능하게는 약 25 ㎛ 이하의 두께를 가질 것이며, 시트들은 유사한 두께의 가요성 백플레인들에 적층될 수 있다. 얇은 전기-광학 매체 및 백플레인들과 사용될 때 본 발명의 얇은 다층 시트는 크립을 감소시키는데 효과적이라는 것이 발견되었다.
첨부된 도면들 중 도 1은 본 발명의 (일반적으로 도면부호 (100) 로 지정된) 제 1 다층 시트의 개략적인 단면도이다. 시트 (100) 는, 대략 2 mil (51 ㎛) 의 두께를 갖는 마스킹 막 (102) 및 그 마스킹 막 (102) 에 접촉하는 방현 하드 코트 (104) 를 포함한다. 최종 디스플레이가 사용되기 전에 제거되며 최종 디스플레이를 형성하기 위해 가요성 백플레인 (미도시) 에 시트 (100) 가 적층되기 전에 제거될 수도 있는 마스킹 막 (102) 은, 시트 (100) 의 생성 동안의 손상으로부터 하드 코트 (104) 를 보호하도록 기능한다. 또한, 마스킹 막 (102) 은 시트 (100) 의 두께 및 강성을 증가시키도록 기능함으로써, 시트 (100) 의 핸들링을 용이하게 한다.
시트 (100) 는, 하드 코트 (104) 로부터 멀리 떨어진 표면 상에 알루미늄 옥 사이드 (AlOx) 장벽층 (108) 을 지지하는 0.5 mil (13 ㎛) 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 층 (106) 을 더 포함한다. 장벽층 (108) 은, 두번째의 0.5 mil (13 ㎛) 의 PET 층 (112) 에 장벽층 (108) 을 고정시키는 얇은 (대략 5 ㎛) 경화된 접착층 (110) 에 접촉한다. PET 층 (106) 과 다르게, PET (112) 는 자외선 흡수제를 함유한다. 마지막으로, 시트 (100) 는, 장벽층으로서 작용하며 또한 최종 디스플레이의 전면 전극을 형성하는 ITO 층 (114) 을 포함한다. 따라서, 시트 (100) 의 일방의 외부 표면 상에 ITO 층 (114) 이 존재하여 전기-광학 매체에 가능한 근접하게 놓일 수 있다. 대조적으로, 시트 (100) 의 구조는, 층들의 스택의 중간에, 2개의 PET 층들 (106 및 112) 사이에, AlOx 층 (108) 을 배치한다. 얇은 AlOx 층 (108) 의 이러한 배치는 이 장벽층에 대한 기계적인 손상의 기회를 감소시킨다.
도 1에 도시된 시트 (100) 를 제조하기 위한 바람직한 프로세스는 다음과 같다. PET 시트 (112) 에 자외선 흡수제가 통합되고, 결과의 UV-흡수 PET 층의 일방의 표면 상에 ITO 층 (114) 이 스퍼터링된다. 개별적으로, 두번째의 PET 시트 (106) 상에 AlOx 가 스퍼터링된다. 두번째의 PET 시트 (106) 의 AlOx-코팅된 표면 또는 첫번째의 PET 시트 (112) 의 비-ITO 코팅된 표면 중 어느 하나의 표면 상에 경화성 습윤 접착제 (110) 가 코팅되고, 도 1의 층들 (106 내지 114) 을 포함하는 서브-어셈블리를 형성하기 위해 2개의 PET 시트들이 함께 고정된다. 마지막으로, PET 층 (106) 의 노출된 표면 상에 방현 하드 코트 (104) 가 코팅되 며, 시트 (100) 의 핸들링 두께를 증가시키고 하드 코트 (104) 를 보호하기 위해 하드 코트 (104) 의 노출된 표면에 (통상적으로 롤 형태로 미리 형성된 막으로서 공급되는) 마스킹 막 (102) 이 도포된다.
(제거가능한 마스킹 막 (102) 을 제외한) 시트 (100) 의 총 두께는 50 ㎛ 미만일 수 있다. 이전에 나타낸 바와 같이, 2개의 PET 층들 (106 및 112) 이 각각 0.5 mil 두께이므로, 이들의 총 두께는 1 mil 또는 25 ㎛ 이다. 접착층 (110) 은 약 5 ㎛ 의 두께이다. 방현 하드 코트 (104) 는 통상적으로 2 ㎛ 이하의 두께를 가질 것이다. 스퍼터링된 장벽층 (108) 및 ITO 층 (114) 은 각각 약 1 ㎛ 의 두께를 갖는다. 따라서, 시트 (100) 의 총 두께는 약 34 ㎛ 일 것이다. 종래의 롤-투-롤 (roll-to-roll) 동작들 동안 이러한 두께의 시트들을 다루는 것은 상당한 어려움들을 내포하고, 따라서 종래의 습윤 프로세싱 장비 상에서의 코팅의 어려움들을 감소시키는 두께를 갖는 시트를 제공하기 위해, 통상적으로 약 50 ㎛ 의 두께를 갖는 비교적 두꺼운 마스킹 시트가 바람직하다.
이러한 두께의 단일 시트에서 모든 필요한 장벽, 자외선 보호, 및 하드 코트 (기계적인 보호 및 방현) 기능들을 제공하기 위한 능력은, 종래 기술 설계들에서 통상적으로 가능한 것보다 훨씬 더 얇은 전기-광학 디스플레이들의 생성을 가능하게 하며, 개별적인 층들에 의해 시트 (100) 의 다양한 기능들이 제공된다. 이전에 설명된 바와 같이, 시트 (100) 는 약 34 ㎛ 의 두께를 가질 수도 있다. 통상적인 더블 릴리즈 막은, (최종 디스플레이에 더블 릴리즈 막이 통합되기 전에 당연히 제거되는 릴리즈 막들을 포함하지 않은) 약 56 ㎛ 의 총 두께에 대하여, (시트 (100) 에 적층되는) 25 ㎛ 의 접착층과 (백플레인에 적층되는) 6 ㎛ 의 접착층 사이에 개재된 25 ㎛ 의 전기영동 층을 포함할 수도 있다. 폴리머 막 상에 유기 반도체들을 인쇄함으로써, 필요한 어떤 추가적인 장벽층들도 포함하면서도, 약 25 ㎛ 이하의 총 두께를 갖는 백플레인들을 생성하는 것이 가능하다. 시트 (100), 그러한 더블 릴리즈 막, 및 백플레인으로부터 생성된 전기-광학 디스플레이는 약 115 ㎛ 의 총 두께를 가질 것이고, 상업적인 5 mil (127 ㎛) PET 막과 크게 상이하지 않은 물리적인 특성들을 가질 것이다. 따라서, 그러한 디스플레이는 (예컨대) 직경이 10 ㎜ 인 맨드렐에 용이하게 감겨질 수 있거나, 또는 유사한 두께의 셀룰러 전화기 또는 유사한 전자 디바이스에 감겨질 수 있다.
도 1에 도시된 구조의 다수의 변형들이 가능하다. 원한다면 마스킹 막 (102) 이 생략될 수 있다. 몇몇 애플리케이션들에서, 하드 코트 (104) 를 생략하여, PET 층 (106) 의 일방의 표면을 시트 (100) 의 뷰잉 표면으로서 남기는 것이 또한 가능할 수도 있다. 자외선 방사에 사용되는 특정한 전기-광학 매체의 민감도 및 가능하게는 디스플레이의 의도된 사용 (예컨대, 실내 강의실 내의 디스플레이 스크린으로서 사용하도록 의도된 롤링 가능한 디스플레이는 자외선 보호를 필요로 하지 않을 수도 있다) 에 따라, PET 층 (112) 으로부터 자외선 흡수제가 생략될 수 있거나, 또는 상술된 제 2007/0109219호에서 설명된 바와 같이 다른 방식들로 자외선 흡수가 제공될 수 있다. AlOx 장벽층은, 충분한 투명도 및 장벽 특징들을 갖는 임의의 스퍼터링되거나 또는 증착된 (evaporated) 금속 또는 세라믹 층, 또는 폴리머에 의해 대체될 수 있으며; 적절한 재료들의 예들은 ITO, 알루미늄, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 및 등록 상표 CLARIS, ACLAR, 및 SARAN 하에서 상업적으로 판매되는 호모폴리머들을 포함할 수도 있다. 유사하게, ITO 층 (114) 은, 충분한 투명도 및 도전성을 갖는 임의의 스퍼터링되거나 또는 증착된 금속 또는 세라믹 층, 또는 폴리머에 의해 대체될 수 있으며; 적절한 재료들의 예들은 알루미늄, PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 와 같은 도전성 폴리머, 및 카본 나노튜브들을 포함할 수도 있다.
AlOx 층 (108) 과 ITO 층 (114) 의 조합은 어느 하나의 층 단독보다 더 효과적인 장벽층을 제공한다. 스퍼터링된 막들의 장벽 특징들은 스퍼터링된 층에 필연적으로 존재하는 작은 핀홀들에 의해 제한된다. 상술된 바와 같은 시트 (100) 의 제조에서 이루어지는 바와 같이, 2개의 스퍼터링된 막들을 함께 적층함으로써, 2개의 장벽층들에서 랜덤으로 분포된 핀홀들의 중첩 (superposition) 이 거의 없는 리던던트 (redundant) 장벽층이 형성된다.
시트 (100) 는 또한 기계적으로 내구성이 좋다. 기계적인 응력은 AlOx 및 ITO 장벽층들에서 크랙들을 야기하려는 경향이 있지만, 리던던트 장벽층들의 존재, 및 얇은 접착층에 의해 분리된 상이한 폴리머 (PET) 막들에 그러한 장벽층들이 도포되는 사실은 2개의 장벽층들에서 서로로부터 크랙들의 발생을 디커플링 (decouple) 하려는 경향이 있다. (마스킹 막 (102) 을 포함하거나 또는 포함하지 않은) 도 1에 도시된 시트 (100) 는, 임의의 롤링 이전의 시트에 관련한 장벽 특징들에서 어떠한 감소도 보이지 않으면서 15 ㎜ 직경의 맨드렐에 10,000 회 감겨졌다.
상기 논의가 주로 약 25 ㎛ 의 두께를 갖는 매우 얇은 전면 서브-어셈블리들에 관한 것이었지만, 서브-어셈블리의 두께를 증가시킴으로써 추가적인 충격 보호가 추가될 수 있다. 이는, 추가적인 층들 (예컨대, PET, PEN, 또는 폴리카보네이트 (polycarbonate)) 을 적층하거나 또는 접착 및 장벽 층들과 같은 더 두꺼운 보조층들을 제공하여, PET 층들의 하나 또는 양자 모두의 두께를 증가시킴으로써 실시될 수 있다.
시트 (100) 의 특징들과 유사한 특징들을 갖는 본질적으로 모놀리식의 비-적층된 시트가, 원한다면 방현 하드 코트를 코팅하고 마스킹 막을 도포하여, 폴리머 층 내에 또는 비-전극 장벽층 (즉, 시트 (100) 내의 AlOx 층) 위의 추가적인 코팅으로서 자외선 흡수제가 제공되면서, 단일 폴리머 층의 대향측들 상에 2개의 장벽층들을 스퍼터링함으로써 생성될 수 있다는 것이 일견에 나타날 수도 있다. 그러나, 그러한 프로세스는, 스퍼터링 및 코팅 단계들이 동일한 폴리머 층 상에 순차적으로 수행되므로, 다양한 단계들에서 수율 손실이 악화된다는 심각한 손해를 가지며, 이는 결과의 시트를 고가가 되게 할 것이다. 또한, 국부적으로 불량한 장벽 특징들을 응집 (nucleate) 하는 폴리머 층 내의 결함들은, 장벽 특징들이 잘 훼손 (compromise) 될 수도 있도록, 동일한 폴리머 층의 양측들 상의 장벽층들에 영향을 미칠 것이다. 유사하게, 기계적인 응력으로 인한 크랙들은 장벽층들 양자 모두에서 동일한 위치에서 발생할 것이다.
첨부 도면들 중 도 2는 본 발명의 (일반적으로 도면부호 (200) 로 지정된) 제 2 다층 시트의 개략적인 단면도이다. 시트 (200) 는 대략 2 mil (51 ㎛) 의 두께를 갖는 마스킹 막 (202) 및 그 마스킹 막 (202) 에 접촉하는 방현 하드 코트 (204) 를 포함한다. 마스킹 막 (202) 및 하드 코트 (204) 양자 모두는 도 1에 도시된 시트 (100) 의 대응하는 층들과 동일하고 동일한 기능들을 제공한다. 시트 (200) 는 0.5 mil (13 ㎛) 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 층 (206) 을 더 포함하고; 그러나, 시트 (200) 에서, 이 층 (206) 이 자외선 흡수제를 보유한다. 하드 코트 (204) 로부터 멀리 떨어진 층 (206) 의 표면은, 얇은 (대략 5 ㎛) 경화된 접착층 (210) 에 의해 두번째의 AlOx 장벽층 (208B) 에 고정된 AlOx 장벽층 (208A) 을 지지한다. 장벽층 (208B) 은 두번째의 0.5 mil (13 ㎛) PET 층 (212) 상에 지지된다. 마지막으로, 시트 (200) 는, 최종 디스플레이의 전면 전극을 형성하는 습윤 코팅된 도전층 (214) 을 포함한다.
도 2에 도시된 시트 (200) 를 제조하기 위한 바람직한 프로세스는 다음과 같다. 프로세스는, 그 위에 이미 형성된 AlOx 층을 갖는 PET의 2개의 시트들로부터 시작하며; AlOx 코팅들을 지지하는 그러한 PET 시트들은 용이하게 상업적으로 입수가능하며, 2개의 시트들은 결국 최종 시트 (200) 의 층들 (206/208A 및 212/208B) 을 형성할 것이다. AlOx 코팅들 중 하나 상에 경화성 습윤 접착제가 코팅되고, 시트 (200) 의 층들 (206/208A/210/208B/212) 을 형성하기 위해 2개의 PET/AlOx 가 합쳐지고 접착 경화된다. PET 층 (206) 에 자외선 흡수제가 확산되고, 두번째의 PET 시트 (212) 의 일방의 표면 상에 도전층 (214) 이 습윤 코팅된다. 마지막으로, PET 층 (206) 의 노출된 표면 상에 방현 하드 코트 (204) 가 코팅되고, 그 후 하드 코트 (204) 의 노출된 표면에 마스킹 막 (202) 이 도포된다.
시트 (200) 에서, 2개의 PET 층들 사이에 AlOx 장벽층들 (208A 및 208B) 이 매립되고, 따라서 기계적인 손상으로부터 잘 보호된다.
도 1에 도시된 시트 (100) 에서와 같이, 도 2에 도시된 시트 (200) 의 다수의 변형들이 가능하다. 시트 (100) 에 대해 언급된 모든 변형들이 또한 시트 (200) 에서 실시될 수 있다. 또한, 어느 하나의 PET 층에 자외선 흡수제가 통합될 수 있다. 원한다면 마스킹 막 (202) 이 생략될 수 있다. 몇몇 애플리케이션들에서, 하드 코트 (204) 를 생략하여, PET 층 (206) 의 일방의 표면을 시트 (200) 의 뷰잉 표면으로서 남기는 것이 또한 가능할 수도 있다. 자외선 방사에 사용되는 특정한 전기-광학 매체의 민감도 및 가능하게는 디스플레이의 의도된 사용에 따라, PET 층 (206) 으로부터 자외선 흡수제가 생략될 수 있거나, 또는 상술된 제 2007/0109219호에서 설명된 바와 같은 다른 방식들로 자외선 흡수가 제공될 수 있다. AlOx 장벽층은, 충분한 투명도 및 장벽 특징들을 갖는 임의의 스퍼터링되거나 또는 증착된 금속 또는 세라믹 층, 또는 폴리머에 의해 대체될 수 있으며; 적절한 재료들의 예들은 ITO, 알루미늄, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 및 등록 상표 CLARIS, ACLAR, 및 SARAN 하에서 상업적으로 판매되는 호모폴리머들을 포함할 수도 있다. 유사하게, 도전층 (214) 은 충분한 투명도 및 도전성을 갖는 임의의 스퍼터링되거나 또는 증착된 금속 또는 세라믹 층, 또는 폴리머에 의해 대체될 수 있으며, 적절한 재료들의 예들은 알루미늄, PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 와 같은 도전성 폴리머, 및 카본 나노튜브들을 포함할 수도 있다. 시트 (200) 에서, 어셈블리의 순서는 수율 손실을 감소시키는데 중요하다.
상술된 바와 같이, 도 1에 도시된 시트 (100) 에서, ITO 층 (114) 은 도전 및 장벽 기능들 양자 모두를 제공한다. 대조적으로, 시트 (200) 에서 층 (214) 과 같은 습윤 프로세싱된 도전층들은 통상적으로 불량한 장벽 특징들을 갖는다. 따라서, 우수한 장벽 특징들을 보존하기 위해서는, 시트 (100) 에서의 AlOx 층 (108) 과 ITO 층 (114) 의 조합에 의해 제공되는 장벽 특징들과 유사한 장벽 특징들을 제공하기 위해, 시트 (200) 에 (시트 (100) 에서의 단일 AlOx 층 (108) 과 대조적으로) 2개의 AlOx 층들 (208A 및 208B) 이 제공된다. 시트 (200) 에 2개의 AlOx 층들 (208A 및 208B) 을 제공하는 것은, AlOx 코팅된 폴리머 막이 비교적 저가이고 반면에 ITO는 고가이므로, 경제적으로 실용적이다. 시트 (200) 의 기계적인 특징들은 막 (100) 의 기계적인 특징들과 매우 유사하다.
상술된 바로부터, 본 발명이 전기-광학 디스플레이에서 사용하기 위한 우수한 장벽 특징들을 갖는 기계적으로 강건한 전면 서브-어셈블리를 제공할 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 방현 하드 코트, 자외선 흡수제, (존재한다면) 채용된 마스킹 막의 두께 및 타입과 같은 특징들은 개별적인 커스토머 요구조건들에 적합화하기 위해 용이하게 변경될 수 있다.
선행하는 논의로부터, 본 발명의 막들이 막이 접착할 수 있는 고체 외부 표면을 갖는 임의의 전기-광학층과 함께 사용될 수 있다는 것이 명백하게 될 것이다. 따라서, 본 방법들은 임의의 타입의 상술된 전기-광학 매체들을 사용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 본 방법들은 회전 이색성 멤버, 일렉트로크로믹 또는 전기영동 매체들을 사용할 수 있고, 마지막 경우에서 전기 영동 매체들은 캡슐형, 폴리머-분산형, 또는 마이크로셀 타입들로 이루어질 수도 있다. 본 발명의 막들을 사용하여 생성된 디스플레이들은 종래 기술의 고체 전기-광학 디스플레이들이 사용된 임의의 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 따라서, 예컨대, 본 디스플레이들은, 전자 북 판독기, 휴대용 컴퓨터, 타블렛 컴퓨터, 셀룰러 전화기, 스마트 카드, 사인 (sign), 시계, 선반 라벨, 및 플래시 드라이브에서 사용될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 유용한 다층막 (100; 200) 으로서,
    광-투과성 전기-도전층 (114; 214);
    광-투과성 제 1 보호층 (112; 212);
    광-투과성 수분 장벽층 (108; 208A, 208B); 및
    광-투과성 제 2 보호층 (106; 206) 을 이러한 순서로 포함하고,
    상기 다층막은 100 ㎛ 이하의 총 두께를 가지며, 상기 총 두께는, 기능하는 전기-광학 디스플레이로 상기 다층막이 통합되기 전에 제거된 임의의 층도 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 다층막.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층막은 50 ㎛ 이하의 총 두께를 가지며, 상기 총 두께는, 기능하는 전기-광학 디스플레이로 상기 다층막이 통합되기 전에 제거된 임의의 층도 포함하지 않는, 다층막.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 전기-도전층 (114) 은 인듐-틴-옥사이드를 포함하는, 다층막.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 전기-도전층 (214) 은 습윤 코팅된 도전층을 포함하는, 다층막.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 제 1 보호층 및 상기 광-투과성 제 2 보호층 중 적어도 하나 (112; 206) 는 자외선 흡수제를 포함하는, 다층막.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 수분 장벽층 (108; 208A, 208B) 은 알루미늄 옥사이드를 포함하는, 다층막.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 전기-도전층 (114, 214) 으로부터 상기 광-투과성 제 2 보호층 (106; 206) 의 대향측 상에 방현 (anti-glare) 하드 코트 (104; 204) 를 더 포함하는, 다층막.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 전기-도전층 (114; 214) 으로부터 상기 광-투과성 제 2 보호층 (106; 206) 의 대향측 상에 마스킹 막 (102; 202) 을 더 포함하며,
    상기 마스킹 막 (102; 202) 은 상기 마스킹 막 (102; 202) 이 접촉하는 층을 실질적으로 손상시킴 없이 상기 접촉하는 층으로부터 제거가능한, 다층막.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 제 1 보호층 (112) 과 상기 광-투과성 수분 장벽층 (108) 사이에 배치된 접착층 (110) 을 더 포함하는, 다층막.
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 광-투과성 수분 장벽층은, 비장벽 중간층 (210) 에 의해 분리된 제 1 수분 장벽 하위층 및 제 2 수분 장벽 하위층 (208A, 208B) 을 포함하는, 다층막.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비장벽 중간층 (210) 은 접착층인, 다층막.
  13. 전기-광학 디스플레이를 어셈블링하기 위한 프로세스로서,
    광-투과성 전기-도전층 (114; 214);
    광-투과성 제 1 보호층 (112; 212);
    광-투과성 수분 장벽층 (108; 208A, 208B); 및
    광-투과성 제 2 보호층 (106; 206) 을 이러한 순서로 자체적으로 포함하는 다층막 (100; 200) 을 제공하는 단계;
    제 1 접착층과 제 2 접착층 사이에 개재된 전기-광학 매체의 층을 포함하는 더블 릴리즈 막을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인을 제공하는 단계;
    상기 광-투과성 전기-도전층 (114; 214) 에 접촉하는 상기 제 1 접착층으로 상기 다층막 (100; 200) 에 상기 더블 릴리즈 막을 적층함으로써, 상기 다층막 (100; 200) 에 상기 더블 릴리즈 막을 고정시키는 단계; 및
    상기 백플레인에 접촉하는 상기 제 2 접착층으로 상기 백플레인에 상기 더블 릴리즈 막을 적층함으로써, 상기 백플레인에 상기 더블 릴리즈 막을 고정시키는 단계를 특징으로 하며,
    상기 더블 릴리즈 막을 각각 다층막 및 백플레인에 적층하여 고정시키는 단계들은 어떠한 순서로도 행해지는, 전기-광학 디스플레이 어셈블링 프로세스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다층막 (100; 200) 은, 상기 광-투과성 전기-도전층 (114; 214) 으로부터 상기 광-투과성 제 2 보호층 (106; 206) 의 대향측 상에 마스킹 막 (102; 202) 을 더 포함하며,
    상기 마스킹 막 (102; 202) 은 상기 마스킹 막 (102; 202) 이 접촉하는 층을 실질적으로 손상시킴 없이 상기 접촉하는 층으로부터 제거가능하며, 상기 마스킹 막 (102; 202) 은 상기 다층막 (100; 200) 이 상기 더블 릴리즈 막에 고정된 후에 상기 접촉하는 층으로부터 제거되는, 전기-광학 디스플레이 어셈블링 프로세스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 다층막 (100; 200) 은 50 ㎛ 이하의 총 두께를 가지며, 상기 총 두께는, 기능하는 전기-광학 디스플레이로 상기 다층막 (100; 200) 이 통합되기 전에 제거된 임의의 층도 포함하지 않고, 상기 적층된 다층막 (100; 200), 더블 릴리즈 막, 및 백플레인의 총 두께는 150 ㎛ 를 초과하지 않는, 전기-광학 디스플레이 어셈블링 프로세스.
  16. 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 유용한 다층막 (100) 을 준비하기 위한 프로세스로서,
    자외선 흡수제를 포함하며 일방의 표면 상에 광-투과성 전기-도전층 (114) 을 갖는 제 1 폴리머 시트 (112) 를 제공하는 단계;
    일방의 표면 상에 수분 장벽 (108) 을 갖는 제 2 폴리머 시트 (106) 를 제공하는 단계;
    상기 제 2 폴리머 시트 (106) 의 상기 수분 장벽 코팅된 표면 또는 상기 광-투과성 전기-도전층 (114) 을 지지하지 않는 상기 제 1 폴리머 시트 (112) 의 표면 중 어느 하나의 표면 상에 접착층 (110) 을 코팅하는 단계; 및
    상기 광-투과성 전기-도전층 (114) 을 노출시켜 유지하고, 2개의 상기 폴리 머 시트들 (112; 106) 사이에 상기 접착층 (110) 및 상기 수분 장벽 (108) 을 배치하면서, 상기 제 1 폴리머 시트 (112) 및 상기 제 2 폴리머 시트 (106) 를 함께 접촉시키는 단계를 특징으로 하는, 다층막 준비 프로세스.
  17. 전기-광학 디스플레이들에서 전면 서브-어셈블리로서 유용한 다층막 (200) 을 준비하기 위한 프로세스로서,
    일방의 표면 상에 수분 장벽 (208A, 208B) 을 갖는 폴리머 층 (206, 212) 을 각각 포함하는 제 1 폴리머 시트 및 제 2 폴리머 시트를 제공하는 단계;
    상기 수분 장벽들 (208A, 208B) 중 하나의 수분 장벽 위에 접착층 (210) 을 코팅하는 단계;
    2개의 상기 폴리머 층들 (206; 212) 사이에 상기 접착층 (210) 및 2개의 상기 수분 장벽들 (208A, 208B) 을 배치하면서, 상기 제 1 폴리머 시트 및 상기 제 2 폴리머 시트를 함께 접촉시키는 단계;
    상기 폴리머 층들 중 하나의 폴리머 층 (206) 에 자외선 흡수제를 도입하는 단계; 및
    상기 폴리머 층들 중 하나의 폴리머 층 (212) 의 노출된 표면 상에 도전층 (214) 을 형성하는 단계를 특징으로 하는, 다층막 준비 프로세스.
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