KR102229049B1 - 신장가능한 전기-광학 디스플레이들 - Google Patents

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Abstract

신장가능한 전기-광학 디스플레이는 전도성 재료의 층 및 전도성 재료의 층에 라미네이트된 전기영동 매체를 포함한다. 전도성 재료의 층은 또한, 복수의 노드들 및 복수의 노드들 중의 제 1 노드와 제 2 노드를 연결하는 신장가능한 인터커넥트를 포함한다. 복수의 노드들 및 복수의 노드들 중의 제 1 노드와 제 2 노드를 연결하는 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 패터닝하는 단계 및 전도성 재료의 층에 전기영동 매체의 층을 라미네이트하는 단계를 포함하는 신장가능한 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법이 또한 제공된다.

Description

신장가능한 전기-광학 디스플레이들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2016년 5월 31일자로 출원된 미국 가출원 제62/343,775호에 대해 우선권을 주장하고 그 이익을 주장하며, 그 내용들은 전부 본 명세서에 통합된다.
발명의 분야
본 발명은 전기-광학 디스플레이들 및 관련 장치 및 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 하나의 양태에서, 본 발명은 신장가능한 (stretchable) 전기-광학 디스플레이들에 관한 것이다.
재료 또는 디스플레이에 적용된 바와 같은, 용어 "전기-광학 (electro-optic)" 은, 적어도 하나의 광학 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하기 위해 이미징 분야에서 그 종래의 의미로 본 명세서에서 사용되고, 그 재료는 재료에의 전계의 인가에 의해 그 제 1 디스플레이 상태로부터 그 제 2 디스플레이 상태로 변화된다. 광학 특성은 통상적으로 육안 (human eye) 으로 인지가능한 컬러이지만, 광 투과 (optical transmission), 반사율 (reflectance), 발광 (luminescence), 또는 머신 판독을 위해 의도된 디스플레이들의 경우, 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율의 변화의 의미에서의 의사-컬러 (pseudo-color) 와 같은 다른 광학 특성일 수도 있다.
용어 "그레이 상태 (gray state)" 는 픽셀의 2 개의 극단 광학 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위해 이미징 분야에서 그 종래의 의미로 본 명세서에서 사용되고, 반드시 이들 2 개의 극단 상태들 사이의 흑색-백색 트랜지션 (black-white transition) 을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 이하에 언급된 E Ink 특허들 및 공개된 출원들 중 몇몇은 극단 상태들이 백색 및 짙은 청색 (deep blue) 이어서, 중간의 "그레이 상태" 가 실제로 옅은 청색 (pale blue) 일 전기영동 디스플레이를 설명한다. 실제로, 이미 언급한 바와 같이, 광학 상태의 변화는 컬러 변화가 전혀 아닐 수도 있다. 용어들 "흑색" 및 "백색" 은 디스플레이의 2 개의 극단 광학 상태들을 지칭하기 위해 이하에 사용될 수도 있고, 엄밀히 흑색 및 백색이 아닌 극단 광학 상태들, 예를 들어, 전술한 백색 및 어두운 (dark) 청색 상태들을 보통 포함하는 것으로서 이해되어야 한다. 용어 "단색 (monochrome)" 은 그레이 상태들의 개입 없이 그들 2 개의 극단 광학 상태들로 픽셀들을 단지 구동하는 구동 스킴을 나타내기 위해 이하에 사용될 수도 있다.
용어들 "쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성 (bistability)" 은 적어도 하나의 광학 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위해 당업계에서 그들 종래의 의미로 본 명세서에서 사용되어서, 임의의 주어진 엘리먼트가 유한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의하여, 어드레싱 펄스가 종료된 후에 그 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태의 어느 하나를 취하도록 구동된 후, 그 상태는, 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변화시키기 위해 요구되는 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 수 배, 예를 들어 적어도 4 배 동안 지속될 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부 입자-기반 전기영동 디스플레이들은 그들 극단 흑색 및 백색 상태들에서 뿐만 아니라 그들 중간의 그레이 상태들에서도 안정되고, 일부 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들에서도 마찬가지라는 것이 미국 특허 제7,170,670호에 나타나 있다. 이 타입의 디스플레이는 쌍안정 보다는 "다안정 (multi-stable)" 으로 적절하게 칭해지지만, 편의상, 용어 "쌍안정" 은 쌍안정과 다안정 디스플레이들 양자 모두를 커버하기 위해 본 명세서에서 사용될 수도 있다.
수년 동안 집중 연구 및 개발의 대상이 된 하나의 타입의 전기-광학 디스플레이는, 복수의 하전된 입자들이 전계의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 입자-기반 전기영동 디스플레이이다. 전기영동 디스플레이들은 액정 디스플레이들과 비교할 때 양호한 휘도 및 콘트라스트, 광시야각, 상태 쌍안정성, 및 저소비전력의 속성들을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 디스플레이들의 장기 이미지 품질에 대한 문제들은 그들 광범위한 사용을 방해하고 있다. 예를 들어, 전기영동 디스플레이들을 구성하는 입자들은 침전하는 경향이 있어, 이들 디스플레이들에 대한 불충분한 서비스 수명을 초래한다.
MIT (Massachusetts Institute of Technology) 및 E Ink Corporation 에 양도되거나 또는 이들 명의의 다수의 특허들 및 출원들은 캡슐화된 전기영동 및 다른 전기-광학 매체들에서 사용되는 다양한 기술들을 설명한다. 이러한 캡슐화된 매체들은 다수의 작은 캡슐들을 포함하고, 그 각각은 자체가 전기영동 이동성 입자들을 유체 매체 내에 함유하는 내부 페이즈 (internal phase), 및 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 캡슐들은 그들 자체가 폴리머 바인더 (polymeric binder) 내에 유지되어 2 개의 전극들 사이에 포지셔닝된 코히어런트 층 (coherent layer) 을 형성한다. 이들 특허들 및 출원들에서 설명된 기술들은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자들, 유체들 및 유체 첨가물들; 예를 들어, 미국 특허 제7,002,728호 및 미국 특허 제7,679,814호를 참조한다;
(b) 캡슐들, 바인더들 및 캡슐화 프로세스들; 예를 들어, 미국 특허 제6,922,276호 및 미국 특허 제7,411,719호를 참조한다;
(c) 전기-광학 재료들을 함유하는 필름들 및 서브-어셈블리들; 예를 들어, 미국 특허 제6,825,829호; 미국 특허 제6,982,178호; 미국 특허 제7,236,292호; 미국 특허 제7,443,571호; 미국 특허 제7,513,813호; 미국 특허 제7,561,324호; 미국 특허 제7,636,191호; 미국 특허 제7,649,666호; 미국 특허 제7,728,811호; 미국 특허 제7,729,039호; 미국 특허 제7,791,782호; 미국 특허 제7,839,564호; 미국 특허 제7,843,621호; 미국 특허 제7,843,624호; 미국 특허 제8,034,209호; 미국 특허 제8,068,272호; 미국 특허 제8,077,381호; 미국 특허 제8,177,942호; 미국 특허 제8,390,301호; 미국 특허 제8,482,835호; 미국 특허 제8,786,929호; 미국 특허 제8,830,553호; 미국 특허 제8,854,721호; 및 미국 특허 제9,075,280호; 및 미국 특허 출원 공보 제2009/0109519호; 미국 특허 출원 공보 제2009/0168067호; 미국 특허 출원 공보 제2011/0164301호; 미국 특허 출원 공보 제2014/0027044호; 미국 특허 출원 공보 제2014/0115884호; 및 미국 특허 출원 공보 제2014/0340738호를 참조한다;
(d) 백플레인들, 접착제 층들 및 디스플레이들에서 사용되는 다른 보조 층들 및 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제7,116,318호 및 미국 특허 제7,535,624호를 참조한다;
(e) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어, 미국 특허 제7,075,502호 및 미국 특허 제7,839,564호 를 참조한다;
(f) 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제7,012,600호 및 미국 특허 제7,453,445호를 참조한다;
(g) 디스플레이들의 응용들; 예를 들어 미국 특허 제7,312,784호 및 미국 특허 제8,009,348호를 참조한다; 및
(h) 미국 특허 제6,241,921호; 미국 특허 제6,950,220호; 미국 특허 제7,420,549호; 미국 특허 제8,319,759호; 및 미국 특허 제8,994,705호 및 미국 특허 출원 공보 제2012/0293858호에서 설명한 바와 같은, 비-전기영동 디스플레이들.
본 명세서에서 인용된 모든 특허들 및 출원들은 그들 전부 참조로 통합된다.
전술한 특허들 및 출원들 대부분은, 캡슐화된 전기영동 매체 (electrophoretic medium) 에서의 별개의 마이크로캡슐들을 둘러싸는 벽들이 연속 페이즈로 대체될 수 있어, 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 별개의 액적 (droplet) 들 및 폴리머 재료의 연속 페이즈를 포함하는 소위 폴리머-분산된 전기영동 디스플레이를 제조할 수 있고, 그리고 이러한 폴리머-분산된 전기영동 디스플레이 내의 전기영동 유체의 별개의 액적들이 비록 어떤 별개의 캡슐 멤브레인도 각 개개의 액적과 연관되지 않더라도 캡슐들 또는 마이크로캡슐들로 간주될 수도 있다는 것을 인정한다; 예를 들어, 전술한 미국 특허 제6,866,760호를 참조한다. 이에 따라, 본 출원의 목적들을 위해, 이러한 폴리머-분산된 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 서브-종들로 간주된다.
전기영동 디스플레이의 관련 타입은 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에서, 하전된 입자들 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않고 그 대신 캐리어 매체, 통상적으로 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 캐비티들 내에 유지된다. 예를 들어, 양자 모두가 Sipix Imaging, Inc. 에 양도된, 미국 특허 제6,672,921호 및 미국 특허 제6,788,449호를 참조한다.
전기영동 매체들은 종종 불투명하고 (예를 들어, 많은 전기영동 매체들에서, 입자들은 실질적으로 디스플레이를 통한 가시광의 투과를 차단한다) 반사 모드로 동작하지만, 많은 전기영동 디스플레이들은 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 하나가 광-투과성인 소위 "셔터 모드" 로 동작하게 될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,872,552호; 미국 특허 제6,130,774호; 미국 특허 제6,144,361호; 미국 특허 제6,172,798호; 미국 특허 제6,271,823호; 미국 특허 제6,225,971호; 및 미국 특허 제6,184,856호를 참조한다. 전기영동 디스플레이들과 유사하지만 전계 강도의 변동들에 의존하는 유전영동 디스플레이들이 유사한 모드로 동작할 수 있다; 예를 들어, 미국 특허 제4,418,346호를 참조한다. 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들이 또한 셔터 모드로 동작하는 것이 가능할 수도 있다. 셔터 모드로 동작하는 전기-광학 매체들은 풀 컬러 디스플레이들에 대한 다층 구조들에서 유용할 수도 있다; 이러한 구조들에서, 디스플레이의 시인 표면 (viewing surface) 에 인접한 적어도 하나의 층은 시인 표면으로부터 더 먼 제 2 층을 노출시키거나 또는 감추기 위해 셔터 모드로 동작한다.
3-층 전기-광학 디스플레이의 제조는 보통 적어도 하나의 라미네이션 동작을 수반한다. 예를 들어, 전술한 MIT 및 E Ink 특허들 및 출원들 중 몇몇에는, 캡슐들을 바인더에 포함하는 캡슐화된 전기영동 매체가 플라스틱 필름 상의 (최종 디스플레이의 하나의 전극으로서의 역할을 하는) 인듐-주석-산화물 (ITO) 또는 유사한 전도성 코팅을 포함하는 가요성 기판에 코팅되고, 캡슐들/바인더 코팅은 건조되어 기판에 단단히 부착된 전기영동 매체의 코히어런트 층을 형성하는 캡슐화된 전기영동 디스플레이를 제조하기 위한 프로세스가 설명되어 있다. 별도로, 픽셀 전극들의 어레이 및 회로부를 구동하기 위해 픽셀 전극들을 연결하기 위한 컨덕터들의 적절한 배열을 포함하는 백플레인이 준비된다. 최종 디스플레이를 형성하기 위해, 캡슐/바인더 층을 위에 갖는 기판이 라미네이션 접착제를 사용하여 백플레인에 라미네이트된다 (매우 유사한 프로세스가 백플레인을, 스타일러스 또는 다른 가동 전극이 슬라이드할 수 있는 플라스틱 필름과 같은 단순 보호 층으로 바꾸는 것에 의해 스타일러스 또는 유사한 가동 전극과 함께 사용 가능한 전기영동 디스플레이를 준비하는데 사용될 수 있다). 이러한 프로세스의 하나의 바람직한 형태에서, 백플레인은 그 자체로 가요성이 있고 플라스틱 필름 또는 다른 가요성 기판 상에 픽셀 전극들 및 컨덕터들을 프린트하는 것에 의해 준비된다. 이 프로세스에 의한 디스플레이들의 대량 생산을 위한 분명한 라미네이션 기법은 라미네이션 접착제를 사용하는 롤 (roll) 라미네이션이다. 유사한 제조 기법들이 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 전기영동 매체 또는 회전 이색성 부재 매체가 캡슐화된 전기영동 매체와 실질적으로 동일한 방식으로 백플레인에 라미네이트될 수도 있다.
소정의 응용들에서, 신장가능한 전기-광학 디스플레이들이 요망될 수도 있다; 그러나, 종래의 전기-광학 디스플레이들은 비록 디스플레이가 가요성일지라도 디스플레이의 신장을 억제할 수도 있는 하나 이상의 층들을 포함한다. 예를 들어, 전기-광학 디스플레이가 전기-광학 층의 어느 하나의 측 상에 전면 (front) 및 배면 (rear) 전극들을 갖는 것을 고려하면, 전면 및/또는 배면 전극들은 인듐 주석 산화물 (ITO) 과 같이, 뻣뻣하고 신장에 대해 저항하는 재료로 형성될 수도 있다. 일반적으로, 가요성 디스플레이들은 신장이 전기-광학 디스플레이 내의 가장 한정적인 층에 의해 제한될 수도 있기 때문에 한 장의 종이가 휘어질 수 있는 것과 동일한 방식으로 단일 축 곡선들로 단지 휘어지는 것이 가능하였다. 따라서, 가요성이고 또한 신장가능한 전기-광학 디스플레이들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 하나의 양태는 전도성 재료의 층 및 전도성 재료의 층에 라미네이트된 전기영동 매체를 포함하는 전기-광학 디스플레이를 제공한다. 전도성 재료의 층은 복수의 노드들 및 복수의 노드들 중의 제 1 노드와 제 2 노드를 연결하는 신장가능한 인터커넥트를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법은 복수의 노드들 및 복수의 노드들 중의 제 1 노드와 제 2 노드를 연결하는 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 패터닝하는 단계 및 전도성 재료의 층에 전기영동 매체의 층을 라미네이트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 다음의 설명을 고려하여 명백할 것이다.
본 출원의 다양한 양태들 및 실시형태들은 다음의 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것이 인식되어야 한다. 도면들은 제한이 아닌 단지 일 예로 본 개념들에 따라 하나 이상의 구현들을 묘사한다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 또는 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.
도 1 은 전기-광학 디스플레이의 예의 단면도이다.
도 2 는 복합 곡선 (compound curve) 들을 가진 형상에 일치하는 것이 가능한 디스플레이를 형성하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 도식이다.
도 3a 는 하나 이상의 방향들로 신장하도록 구조화된 예시적인 디스플레이 층을 예시하는 도식이다.
도 3b 는 도 3a 에 도시된 디스플레이 층을 갖는 디스플레이의 예시적인 단면도를 예시하는 도식이다.
도 3c 는 도 3a 에 도시된 디스플레이 층의 신장된 상태를 예시하는 도식이다.
도 4 는 비제한적 실시형태에 따른, 하나 이상의 방향들로 신장하도록 구조화된 예시적인 디스플레이 층을 예시하는 도식이다.
도 5 는 비제한적 실시형태에 따른, 하나 이상의 방향들로 신장하도록 구조화된 예시적인 디스플레이 층을 예시하는 도식이다.
도 6a 는 비제한적 실시형태에 따른, 하나 이상의 방향들로 신장하도록 구조화된 예시적인 디스플레이 층을 예시하는 도식이다.
도 6b 는 도 6a 의 도식의 확대된 버전이다.
다음의 상세한 설명에서, 다수의 특정 상세들은 관련 교시들의 철저한 이해를 제공하기 위하여 예들로 제시된다. 그러나, 본 교시들이 이러한 상세들 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백해야 한다.
일반적으로 도면들을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시형태들은 복수의 노드 영역들 (또한 본 명세서에서 단순히 "노드들" 로 지칭됨) 을, 그 노드들 중 적어도 2 개의 노드들 간의 신장가능한 인터커넥션과 함께 갖는 층을 포함하는 전기-광학 디스플레이를 제공한다. 층의 재료는 비신장가능 (unstretchable) 하거나 또는 제한된 신장가능한 특성들을 가질 수도 있지만, 신장가능한 인터커넥션들의 형상은 층의 확장 (extension) 을 허용할 수도 있다. 신장가능한 인터커넥션은, 적절히 조작될 때 팽창 및 수축할 수도 있도록 사형 (serpentine), 권취형 (winding), 갈지자형 (zig-zagging), 만곡형 (curved), 또는 다른 형상일 수도 있다. 이 방식으로, 신장가능한 인터커넥션에 의해 연결된 노드들 사이의 거리는 디스플레이를 조작하는 (예를 들어, 풀링하는 (pulling)) 것에 의해 가변될 수도 있다. 노드들이 따로 풀링될 (pulled apart) 때, 사형 인터커넥션들은 회전 및 구부러질 것이다. 디스플레이의 가요성 (flexibility) 및 신장성 (stretchability) 은 디스플레이가 하나 이상의 복합 곡선들을 갖는 형상들을 포함하는 다양한 형상들에 일치하는 것을 허용할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 전기-광학 디스플레이는 전기영동 디스플레이이고 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들을 갖는 층은 디스플레이의 전극이다.
디스플레이들의 다양한 피처들은 아키텍처 디스플레이들 및 웨어러블 디스플레이들에서와 같이, 유익한 목적들을 위해 그들의 사용을 용이하게 할 수도 있다. 하나의 이러한 피처는 디스플레이가 하나 이상의 방향들로 신장하는 능력이다. 디스플레이의 가요성은 디스플레이가 휘어지는 능력에 관한 것이지만, 디스플레이의 신장가능한 특징들은 디스플레이가 더 많은 표면적을 커버하기 위해 연신 (elongate) 및 확장하는 능력을 포함한다. 디스플레이의 신장하는 능력과 결합된 디스플레이의 가요성은 디스플레이가 휘어지고 및/또는 3 차원 형상에 일치하는 것을 허용한다. 신장가능한 디스플레이는 신장하도록 구성된 디스플레이의 부분들을 갖도록 디스플레이를 구성하는 것에 의해 형성될 수도 있다. 디스플레이의 다른 부분들은 신장가능한 인터커넥션들에 의해 연결된 노드들로서 계속 연속적일 수도 있다. 인터커넥션들을 확장함으로써, 이웃하는 노드들 사이의 거리들이 증가하여, 디스플레이 표면에 의해 점유되는 영역의 증가를 허용할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 신장가능한 인터커넥션들 및 디스플레이의 가요성은 디스플레이가 하나 이상의 복합 곡선들을 갖는 형상에 일치하는 것을 허용한다. 다른 피처는 디스플레이의 하나 이상의 층들에 신장가능한 인터커넥션들을 포함시키도록 전기-광학 디스플레이를 설계 및 구조화하는 능력에 관한 것이다. 전기-광학 디스플레이의 층은 임의의 적합한 기법 (예를 들어, 레이저 커터 (cutter) 또는 씨저 (scissor) 들에 의한 커팅) 을 사용하여 신장가능한 것으로 구조화될 수도 있다. 기법의 레졸루션은 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들의 치수들을 결정할 수도 있다. 다른 피처는 컬러들, 패턴들, 또는 다른 시각적 효과들을 생성하기 위해 구동 신호들을 사용하는 것에 의해 전기-광학 디스플레이를 제어하는 능력에 관한 것이다.
본 출원의 양태들은 전기-광학 디스플레이가 신장가능한 것으로 설계 및 구조화되는 방식에 관한 것이다. 전기-광학 디스플레이는 전면 전극과 배면 전극 사이에 전기-광학 매체를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 전기-광학 디스플레이는 세그먼트화된 전극들을 가질 수도 있고, 다른 실시형태들에서, 전기-광학 디스플레이는 액티브 매트릭스 픽셀들을 갖도록 구성될 수도 있다. 출원인들은 전기-광학 디스플레이에서 사용되는 재료들의 특성들이 디스플레이가 신장하는 능력을 제한하여, 전기-광학 디스플레이가 형성할 수도 있는 형상들의 타입들을 한정할 수도 있다는 것을 인식하였다. 이에 따라, 본 출원의 일부 양태들은 신장가능한 인터커넥트 부분들을 갖는 전기-광학 디스플레이의 하나 이상의 층들을 제공하며, 이는 디스플레이가 신장하고 상이한 형상들에 일치하는 능력을 향상시킬 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 인터커넥션들은 인터커넥션들이 신장된 상태로 연신할 때 디스플레이 층에서의 재료의 스트레인 (strain) 을 감소시키도록 형상화될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 신장가능한 인터커넥션의 폭은 신장가능한 인터커넥션의 길이를 따라 실질적으로 균일한 치수를 가질 수도 있다. 추가적으로, 신장가능한 인터커넥션들은 디스플레이에 신장가능한 능력들을 여전히 제공하면서 디스플레이의 액티브 영역을 증가시키도록 구조화될 수도 있다.
상기 설명된 다양한 양태들, 뿐만 아니라 추가 양태들이 이제 이하에 상세히 설명될 것이다. 이들 양태들은, 그들이 상호 배타적이지 않을 정도까지, 단독으로, 모두 함께, 또는 2 개 이상의 임의의 조합으로 사용될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.
일부 실시형태들에서, 신장가능한 디스플레이는 전기영동 디스플레이일 수도 있다. 예시적인 전기영동 디스플레이 아키텍처의 단면도가 도 1 에 도시된다. 디스플레이 (100) 는 서스펜딩 유체 (suspending fluid) 및 그 유체에 서스펜딩된 전기영동 입자들 (106) 을 갖는 복수의 캡슐들 (104) 을 포함할 수도 있는 전기영동 매체 층 (101) 을 포함한다. 전기영동 매체 층 (101) 은 전극 (102) 과 전극 (110) 사이에 있다. 전기영동 입자들 (106) 은 전기적으로 하전되고 전극 (102) 및 전극 (110) 에 의해 생성된 전계 차이에 반응할 수도 있다. 적합한 전기영동 매체 층들의 예들은 미국 특허 제6,982,178호 및 미국 특허 제7,513,813호에서 설명된다. 일부 실시형태들에서, 전기영동 매체 층은 전극 (102) 및 전극 (110) 과 같은 디스플레이에서의 다른 층들보다 상대적으로 더 신장가능할 수도 있고, 신장가능한 디스플레이는 신장가능한 인터커넥션들을 포함하도록 다른 층들을 구조화하는 것에 의해 형성될 수도 있다. 이 방식으로, 디스플레이의 모든 층들은 신장하는 것이 허용될 수도 있다.
2 개의 전극들에 대한 언급은 디스플레이의 시인 표면에 기초하여 설명될 수도 있다. 예를 들어, 전극 (102) 에 가장 가까운 디스플레이 (100) 의 표면이 시인 표면이면, 전극 (102) 은 전면 전극으로 지칭될 수도 있고, 전극 (110) 은 배면 전극으로 지칭될 수도 있다. 전극 (102) 및/또는 전극 (110) 은 광 투과성일 수도 있다. 전극 (102) 은 디스플레이의 길이를 확장하는, 전기영동 매체 층 (101) 의 하나의 측 상의 단일 공통 투명 전극일 수도 있다. 전극 (110) 은 전기영동 매체 층 (101) 의 전극 (102) 과는 반대 측 상에 놓여 있다. 일부 실시형태들에서, 전극 (110) 은 또한, 디스플레이 (100) 의 길이를 확장하는, 전극 (102) 같은 공통 전극일 수도 있다. 대안으로, 전극 (110) 은 디스플레이의 픽셀들을 정의하기 위해 픽셀화될 수도 있다.
디스플레이 (100) 는 또한, 전극들 (102 및 110) 에 커플링되고 그 전극들에 구동 신호를 제공하도록 구성된 전압 소스 (108) 를 포함한다. 제공된 전압은 그 후 전극들 (102 및 110) 간에 전계를 생성한다. 따라서, 전기영동 매체 층 (101) 에 의해 경험되는 전계는 전극들 (102 및 110) 에 인가된 전압을 가변시킴으로써 제어될 수도 있고, 그 전극들 중 일방 또는 양방이 픽셀화되는 시나리오에서, 원하는 픽셀들에 인가된 전압들을 가변시키는 것은 디스플레이의 픽셀들에 대한 제어를 제공할 수도 있다. 전기영동 매체 층 (101) 내의 입자들 (106) 은 전극들 (102 및 110) 간의 전압 차이에 의해 생성된 인가된 전계에 응답하여 그들 개별의 캡슐들 (104) 내에서 이동할 수도 있다.
전극 (102 및/또는 110) 은 신장가능한 인터커넥션들을 포함하도록 구조화되어, 그 전극들을 형성하는 재료 그 자체가 상당히 신장가능하지 않더라도 디스플레이 (100) 에 신장가능한 능력들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 전극 (102) 및/또는 전극 (110) 은 제한된 신장 특성들을 갖는 인듐 주석 산화물 (ITO) 로 형성될 수도 있지만, 전극 (102 및/또는 110) 을 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 구성함으로써, 전극 (102 및/또는 110) 의 신장 특성들은 증가될 수도 있다. 추가적으로, 전극 (102) 및/또는 전극 (110) 은 가요성이 있어, 디스플레이 (100) 에 가요성을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 적절히 얇은 치수들에서, ITO 는 가요성일 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 전극 (102) 및/또는 전극 (110) 은 ITO 의 얇은 층일 수도 있다. 이러한 상황들에서, ITO 는 예를 들어, 15 mil 미만, 10 mil 미만, 또는 그 범위들 내의 임의의 값, 또는 가요성 디스플레이가 요망되는 그 상황들에서 원하는 가요성을 제공하는 임의의 다른 값일 수도 있다. 전극 (102) 으로서의 ITO 의 사용은, ITO 전극이 투명할 수도 있기 때문에, 전극 (102) 이 디스플레이 (100) 의 시인 측을 나타내는 그 상황들에서 유익할 수도 있다. 여전히, 다른 전극 재료들이 대안물들로서 사용될 수도 있다.
전극 (102) 및/또는 전극 (110) 은 각각 옵션으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 의 기판과 같은 기판 상에 형성될 수도 있다. 이러한 기판은 투명할 수도 있기 때문에, 디스플레이 (100) 의 디스플레이 성능에 부정적으로 영향을 미치지 않는다. 전극들 (102 및 110) 그것들 자체와 같이, 전극들에 대한 임의의 기판들은 재료로 형성되고 원하는 신장 능력들을 제공하는 신장가능한 인터커넥션들로 구조화될 수도 있다. 전극들 (102 및 110) 에 대해 상기 열거된 것들과 유사한 치수들은 디스플레이의 원하는 가요성을 제공하기 위해 임의의 기판들에 대해 사용될 수도 있다. 예시의 용이함을 위해, 기판들은 도 1 에 별도로 예시되지 않는다.
도 1 은 마이크로캡슐 타입 전기영동 디스플레이를 예시하지만, 다양한 타입들의 디스플레이들이 본 출원에서 설명된 기법들에 따라 사용될 수도 있다. 일반적으로, 마이크로캡슐 타입 전기영동 디스플레이들, 마이크로셀 타입 전기영동 디스플레이들, 및 폴리머 분산된 전기영동 이미지 디스플레이들 (PDEPID들) 을 포함하는 전기-광학 디스플레이들이 본 출원의 양태들을 활용할 수도 있다. 더욱이, 전기영동 디스플레이들은 본 출원의 양태들에 따른 적합한 타입의 디스플레이를 나타내지만, 다른 타입들의 디스플레이들이 또한 본 출원의 하나 이상의 양태들을 활용할 수도 있다. 예를 들어, 자이리콘 (Gyricon) 디스플레이들, 전기변색 (electrochromic) 디스플레이들, 및 폴리머 분산된 액정 디스플레이들 (PDLCD) 이 또한 본 출원의 양태들을 이용할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 전기-광학 디스플레이들은 임의의 적합한 치수들을 가질 수도 있고, 일부 실시형태들에서는 작을 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 (100) 는 적어도 일부 실시형태들에서 작을 수도 있으며, 이는 그 가요성 성질에 기여할 수도 있다. 예를 들어, 전극 (102) 및 전극 (110) 의 각각은 1 mil (1000 분의 1 인치) 과 10 mil 사이, 이를 테면 각각 5 mil, 또는 0.1 mm 와 0.5 mm 사이일 수도 있다. 전기영동 매체 층은 0.5 mil 과 5 mil 사이, 이를 테면 1 mil, 또는 대략 0.03 mm 와 0.06 mm 사이일 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 디스플레이 (100) 는 대략 10 내지 15 mil, 또는 대략 0.2 mm 와 0.4 mm 사이의 총 두께를 가질 수도 있다. 치수들의 열거된 예들은 다른 치수들이 사용될 수도 있기 때문에, 비제한적이다.
상기 논의한 바와 같이, 전기영동 디스플레이에서의 층들의 일부 또는 전부는 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 구조화될 수도 있다. 연속 층이 디스플레이의 전체 신장 특성들을 한정할 수도 있기 때문에, 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 층을 구조화하는 것은 디스플레이가 신장하는 능력을 향상시킬 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이의 층이 형성되는 재료는 상대적으로 비신장가능할 수도 있지만, 층은, 예를 들어 층의 적합한 패터닝에 의해, 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 구조화될 수도 있다. 신장가능한 전극 층 (예를 들어, ITO 로 형성되고 적합하게 패터닝된 전극 층) 은 신장가능한 인터커넥션들에 의해 연결된 노드들을 갖도록 구조화될 수도 있는 한편, 디스플레이의 다른 층들, 이를 테면 전기영동 매체 층은 연속적이다. 일부 실시형태들에서, 비신장가능한 기판 재료 (예를 들어, PET) 는 신장가능한 인터커넥션들에 의해 연결된 노드들을 갖는 디스플레이 층으로서 구조화될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이에서의 모든 층들은 신장가능한 인터커넥션들에 의해 연결된 노드들을 갖도록 구성될 수도 있다. 이러한 디스플레이는 디스플레이의 모든 층들을 통과한 개구 (opening) 들을 가질 수도 있어, 디스플레이가 사람에 의해 착용되고 개구들이 공기 및 수분의 통과를 제공하여, 천과 유사한 통기성을 허용하는 웨어러블 디스플레이 응용들을 포함하는, 디스플레이에서의 개구들이 요망되는 목적들을 위해 디스플레이가 사용되는 것을 허용할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이는 엘라스토머 필름 (elastomeric film) 층과 같은 엘라스토머를 포함할 수도 있다. 엘라스토머는 디스플레이에 기계적 구조를 제공하고 및/또는 신장가능한 인터커넥션들을 갖는 하나 이상의 층들의 구조화를 보호할 수도 있다. 엘라스토머는 옵션으로는, 인터커넥션들을 바운딩하는 커트 라인들을 숨기기 위해, 엘라스토머 층의 텍스처링 표면 또는 스캐터링 필러를 통합하는 것에 의해, 광학적으로 해지 (hazy) 일 수도 있으며, 이는 전기-광학 디스플레이의 가독성을 향상시킬 수도 있다. 본 출원의 양태들은 디스플레이 층을 신장가능한 것으로 구조화하고 본 명세서에서 설명된 타입들의 신장가능한 디스플레이를 형성하는 방식에 관한 것이다. 도 2 는 본 출원의 양태들에 따라 신장가능한 디스플레이를 형성하기 위한 예시적인 방법 (200) 을 예시한다. 방법 (200) 은, 예들이 도 3a, 도 3c, 및 도 4 에 예시되고 이하에 상세히 설명되는, 임의의 적합한 구성의 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 전기-광학 디스플레이의 하나 이상의 층들을 구조화하는 행동 (act) (202) 으로 시작한다. 일부 실시형태들에서, 신장가능한 인터커넥션들은 구조화된 층 및/또는 구조화된 층을 갖는 디스플레이에 힘이 인가될 때 변형하도록 구성되는 한편 노드들은 구조화된 층의 연속 영역들이고 힘 하에서 변형하는 제한된 능력을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 노드들은 변형하도록 구성된다. 노드는 적어도 하나의 인터커넥트; 바람직하게는, 적어도 3 개의 인터커넥트들을 갖는다. 노드들의 형상 및 인터커넥트(들)의 로케이션은 디스플레이가 얼마나 많이 그리고 어떤 방향으로 신장할 필요가 있는지에 의존할 수도 있다. 노드들은 다중 인터커넥트들 간에 전기적 및 기계적 커넥션을 제공한다. 각각의 노드에 다중 인터커넥트들을 갖는 것은 인터커넥트 실패들에 대한 용인 (tolerance) 을 제공한다. 예를 들어, 인터커넥트가 실패하면, 다른 인터커넥트들에 대한 커넥션들을 갖는, 실패된 인터커넥트의 어느 하나의 측 상의 노드들은, 나머지 인터커넥트들에 의해 계속 구동 및 서포팅될 것이다. 아마도, 단지 컨덕터 (예를 들어, ITO) 만이 부서질 것이고 서포팅 재료 (예를 들어, PET) 는 여전히 연결될 것이고 전기-광학 층은 여전히 기능할 것이다. 인터커넥트의 양 단부들은 여전히 노드들에 전기적으로 연결될 것이고, 노드들은 여전히 디스플레이의 나머지에 전기적으로 연결되기 때문에, 부서진 인터커넥트 조차 계속 동작할 것이다. 다시 말해서, 액티브 영역의 손실이 없을 것이다.
노드들 및 신장가능한 인터커넥션들에 대한 임의의 적합한 치수들이 사용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 구조화된 층의 인터커넥션은 구조화된 층이 신장될 때 균일한 변형을 제공하도록 구조화될 수도 있다. 노드와 인터커넥션 영역들 양자 모두는 유사한 단면 재료 조성물을 가질 수도 있고, 인터커넥션들이 변형하는 능력은 인터커넥션들의 형상에 주로 기초한다. 층은 전극 층, 전기영동 매체 층, 및/또는 기판 층일 수도 있다. 층은 처음에 연속 층으로서 형성될 수도 있고, 층의 부분들을 제거함으로써 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들을 갖도록 구조화될 수도 있다. 씨저들을 사용하거나, 또는 다른 커팅 툴들을 사용하는 레이저 커팅과 같은, 디스플레이 층의 부분들을 제거하기 위한 임의의 적합한 기법(들)이 사용될 수도 있다. 신장가능한 것으로 구조화된 층이 예를 들어, 그 안에 하나 이상의 개구들 또는 패턴들을 갖는 전기-광학 매체 층일 때, 옵션의 배리어 층 또는 보호 시트, 또는 에지 시일 (seal) 이 수분이 들어가지 않게 하고 및/또는 디스플레이로부터 전기-광학 재료들의 누출을 방지하도록 디스플레이에 적용될 수도 있다. 이러한 시일들의 예들은 미국 특허 제7,649,674호에서 설명된다.
전기-광학 디스플레이들은 행동 (204) 에서, 디스플레이의 층들을 함께 부착시키는 것에 의해 형성될 수도 있다. 전기-광학 디스플레이는 2 개의 전극들 (전면 및 배면 전극들) 을, 그 사이에 전기-광학 층을 가진 채 라미네이트함으로써 제작될 수도 있다. 예를 들어, 전면 전극 및 전기-광학 층은 서로 부착되어, 전면 평면 라미네이트를 구성할 수도 있고, 릴리즈 시트를 부착시킨 백킹 라미네이션 접착제를 가질 수도 있다. 릴리즈 시트는 제거될 수도 있고 전면 평면 라미네이트가 배면 전극에 부착된다. 일부 실시형태들에서, 전면 전극 및 전기-광학 층이 배면 전극 위로 롤링되는 룰-투-룰 프로세스가 사용될 수도 있다. 이 타입의 프로세싱의 예들은 미국 특허 제6,982,178호 및 미국 특허 제7,513,813호에서 설명된다. 이들 기법들은 도 1 의 디스플레이 (100) 와 같은 디스플레이들을 제조하는데 사용될 수도 있다. 디스플레이를 제조하기 위한 대안의 프로세스들이 사용될 수도 있다. 액티브 매트릭스 픽셀 디스플레이들을 구성하는데 사용되는 기법들은 배면 전극으로서 세그먼트화된 전극을 가진 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 사용될 수도 있다.
행동 (204) 의 결과는 신장가능한 전기-광학 디스플레이이다. 이전에 설명한 바와 같이, 신장가능한 전기-광학 디스플레이는 상대적으로 낮은 고유 신장 능력을 가진 재료(들)로 형성되더라도 신장하는 능력을 보이도록 구조화되 (예를 들어, 패터닝되) 는 하나 이상의 층들 (예를 들어, 전극), 및 상대적으로 높은 신장 능력을 보이는 하나 이상의 층들 (예를 들어, 전기-광학 매체 층) 을 포함할 수도 있다.
신장가능한 디스플레이의 하나 이상의 개개의 층들은 회로부를 구동하도록 커플링될 수도 있다. 본 출원의 양태들에 따르면, 개개의 디스플레이들 상의 전기적 커넥션 영역들은 납땜, 전도성 글루, 핀 커넥션들, 및/또는 다른 타입들의 전기적 커넥션들을 통해서와 같이 임의의 적합한 기법을 사용하여 회로부를 구동하도록 커플링될 수도 있다. 일부 실시형태들은 디스플레이의 전기-광학 층 및 2 개의 전극들에서의 개구를 통해 전도성 커넥터를 삽입함으로써 형성된 리벳 커넥션 (rivet connection) 들을 사용할 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 커넥터는 2 개의 전극들 중 하나를 기계적으로 그리고 전기적으로 접촉하도록 포지셔닝될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 복합 디스플레이에서의 하나 이상의 전기-광학 디스플레이들에 대한 구동 회로부를 유지하는 인쇄 회로 기판 (PCB) 은 하나 이상의 디스플레이들의 전극에 커플링된다. 따라서, 이전에 설명한 바와 같이, 신장가능한 디스플레이의 개개의 전기-광학 디스플레이들의 제어가 제공될 수도 있다.
결과의 신장가능한 디스플레이는 하나 이상의 복합 곡선들을 갖는 형상에 일치될 수도 있다. 2 개의 노드들을 연결하는 신장가능한 인터커넥션은 디스플레이가 형상에 일치할 때 비신장된 또는 완화된 상태로부터 신장된 상태로 신장할 수도 있다. 신장가능한 인터커넥션의 치수들은 신장가능한 인터커넥션에 대한 신장 정도를 결정할 수도 있다. 신장가능한 인터커넥션을 갖는 층의 재료 특성들은 또한 신장 정도를 결정할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 인터커넥션의 치수들은 인터커넥션이 신장된 상태로 연신할 때 인터커넥션의 소정의 영역들에서의 스트레인을 감소시키도록 구성될 수도 있다. 신장가능한 인터커넥션의 길이는 비신장된 상태로부터 신장된 상태로 연신하여, 2 개의 노드들 사이의 거리를 증가시킬 수도 있다. 이 방식으로, 디스플레이의 영역들은 형상에 일치하기 위해 비신장된 상태로부터 신장할 수도 있다. 신장된 상태에서의 디스플레이는 비신장된 상태에서의 디스플레이보다 넓은 표면적을 커버할 수도 있다. 유사하게, 디스플레이의 신장된 영역은 형상에 일치하기 위해 신장된 디스플레이가 비신장된 상태로 리턴할 때 덜 신장된 또는 완화된 상태로 수축할 수도 있다. 인터커넥트는 바람직하게는 3 mm 폭이지만 1 mm 폭만큼 작을 수도 있거나 또는 10 mm 폭만큼 크거나 또는 신장가능한 디스플레이의 사이즈 및 응용에 의존하여 훨씬 더 넓을 수도 있다. 폭에 대한 범위 하한은 적용된 커팅 기법에 의해 제한된다. 예를 들어, 대부분의 레이저 커팅은 통상적으로 1 mm 피처 폭의 실제 한계를 갖는다. 폭에 대한 범위 상한은 부분이 신장될 표면의 곡률 (curvature) 에 의해 제한된다. 보다 작은 곡률은 보다 미세한 노드들 및 인터커넥트들을 요구할 것이다. 인터커넥트들의 길이는 디스플레이가 얼마나 많이 신장할 수 있는지를 결정할 것이다.
디스플레이를 일치시키고 디스플레이를 구동 회로부에 커플링하는 순서는 디스플레이를 일치시키기 전에 디스플레이를 커플링하는 것에 제한되지 않고 일부 실시형태들은 디스플레이를 구동 회로부에 커플링하기 전에 하나 이상의 복합 곡선들을 갖는 형상에 디스플레이를 일치시키는 것을 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 하나 이상의 층들은 결과의 디스플레이의 원하는 신장가능한 특징들을 달성하기 위해 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들의 임의의 적합한 배열들로 구조화될 수도 있다. 도 3a 는 노드들 (302a 내지 302d) 및 라벨링된 인터커넥션들 (304a 내지 304f) 뿐만 아니라 다른 라벨링되지 않은 인터커넥션들의 예시적인 배열을 갖는 전기-광학 디스플레이의 층 (300) 을 예시한다. 층 (300) 을 갖는 디스플레이는 신장가능한 인터커넥션들의 적어도 부분을 확장함으로써 하나 이상의 방향들로 신장될 수도 있다. 층 (300) 은 전극 층, 이를 테면 전극들 (102 및 110), 및/또는 기판 층일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이는 개구들이 디스플레이에 존재하도록 노드들 및 인터커넥션들의 유사한 구조를 갖는 다중 층들을 포함할 수도 있다.
디스플레이의 액티브 영역은 구조화된 전극 층이 전극 재료의 연속 부분들을 갖는 디스플레이의 영역들에 의해 정의될 수도 있다. 구조화된 전극 층을 가진, 이를 테면 층 (300) 의 배열을 갖는 디스플레이에 대해, 구조화된 전극 층의 노드들 및 인터커넥션들의 구성은 전극 층의 연속 부분들이 전기영동 매체를 구동하기 때문에 디스플레이의 액티브 표면적을 정의할 수도 있다. 이러한 전극 층은 연속적이지 않기 때문에, 노드들 또는 인터커넥션들 중 어느 하나가 존재하는 전극 층의 부분들은 액티브인 디스플레이의 영역들을 형성할 수도 있다. 한편, 전극 층의 개구들, 이를 테면 전극 층 재료가 없는 영역들은 전기영동 재료를 구동하기 위해 어떤 전극 층도 존재하지 않기 때문에 인액티브인 디스플레이의 영역들을 생성한다. 전극 층에는, 디스플레이의 적합한 액티브 영역을 달성하기 위해 노드들 및 인터커넥션들이 패터닝될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 노드들 및 인터커넥션들의 구성은 인액티브 영역들이 디스플레이의 뷰어에 눈에 띄지 않도록 충분한 디스플레이 액티브 영역을 제공할 수도 있다. 바람직하게는, 디스플레이의 액티브 영역은 비신장될 때 적어도 85% 일 것이다. 보다 바람직하게는, 디스플레이의 액티브 영역은 비신장될 때 적어도 95% 일 것이다. 가장 바람직하게는, 디스플레이는 100% 또는 거의 100% 액티브이다. 일부 응용들에서, 액티브 영역의 양은 덜 결정적이고 대략 85% 이하의 액티브 영역이 용인될 수도 있다. 디스플레이의 인액티브 영역은 노드들과 인터커넥트들 사이의 커트들의 폭 및 임의의 상부 평면 커넥션들을 포함할 수도 있다. 커팅의 선호된 방법인, 레이저 커팅은 디스플레이의 인액티브 영역에 기여하는 약 0.1 mm 의 커트 폭을 가질 수도 있다.
도 3b 는 층 (300) 으로서 구조화된 전극 층 (306) 을 갖는 디스플레이의 도 3a 에서의 라인 A-A' 를 따른 단면도이다. 전극 층 (306) 은 신장가능한 인터커넥션들 (304c, 304e 및 304f) 을 형성하는 부분들 및 노드들 (302d 및 302c) 로서의 전극 재료의 연속 부분들을 갖는다. 이 예시적인 실시형태에서, 전극 층 (310) 은 도 3b 에 도시한 바와 같이, 연속적이다. 전기영동 매체 층 (308) 은 전극 층들 (306 및 310) 사이에 있다. 디스플레이는 전기영동 매체 층 (308) 에 걸쳐 전압을 인가함으로써 제어되기 때문에, 도 3b 에 도시된 디스플레이의 액티브 영역들은 전극 층 (306) 의 부분들이 존재하는 곳이다. 도 3b 는 노드들 및 인터커넥션들을 가진 하나의 구조화된 전극 층을 도시하지만, 디스플레이에서의 다른 층들은 유사한 구조화를 가질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 양자의 전극들 (306 및 310) 은 디스플레이에 신장 능력들을 제공하도록 적합하게 구조화될 수도 있다. 이러한 구현은 양자의 전극 층들에 대한 재료들이 한정된 신장 특성들을 가질 때 적합할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 전기영동 층 (308) 및 전극 층들 (306 및 310) 은, 디스플레이가 신장하는 것이 가능하고 그리고 또한 웨어러블 디스플레이 응용들에서와 같이, 수분 및 공기가 통과하는 것을 허용하는 응용들에 바람직할 수도 있는 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들로 구조화될 수도 있다.
노드들은 임의의 적합한 배치, 간격, 및 형상을 갖도록 층 (300) 내에 패터닝될 수도 있다. 단순성을 위해, 단지 4 개의 노드들만이 도 3a 에 예시되지만, 실제로는 디스플레이 층은 더 많이 (예를 들어, 10 개의 노드들 초과, 100 개의 노드들 초과, 1,000 개의 노드들 초과, 10 개와 500 개의 노드들 사이, 또는 이러한 범위들 내의 임의의 수 또는 범위의 수들) 가질 수도 있다. 노드들은 예를 들어 어레이에서 균일하게 포지셔닝될 수도 있지만, 다른 배열들이 가능하다. 하나의 실시형태에서, 노드들은 트랜지스터들 및 저장 커패시터들과 같은 정교한 액티브 컴포넌트들이 로케이트될 수도 있는 영역들을 제공하기 위해 전기-광학 디스플레이의 백플레인 상에 배열될 수도 있다.
도 3a 에서, 노드들 (302a 내지 302d) 은 정사각형 배열로 있고 인터커넥션들 (304a 내지 304d) 에 의해 연결되지만, 노드들 및 인터커넥션들의 다른 배열들이 결과의 디스플레이의 원하는 특성들에 의존하여 적합할 수도 있다. 노드들 (302a 내지 302d) 은 정사각형들로 형상화되지만, 노드들은 임의의 적합한 형상 및/또는 치수를 가질 수도 있다. 2 개의 노드들 간의 간격은 2 개의 노드들을 연결하는 인터커넥션의 치수들에 의해 구성될 수도 있다. 예를 들어, 인터커넥션 (304a) 의 길이 (L1) 는 노드들 (302a 및 302b) 사이의 거리를 정의하고, 인터커넥션 (304d) 의 길이 (L2) 는 노드들 (302a 및 302d) 사이의 거리를 정의한다.
인터커넥션들은 임의의 적합한 배치 및 형상을 갖도록 층 (300) 내에 패터닝될 수도 있다. 하나의 형상이 도 3a 에 예시되지만, 인터커넥션은 인터커넥션을 갖는 층이 적절히 조작될 때 팽창 및 수축할 수도 있도록 임의의 적합한 형상, 이를 테면, 사형, 권취형, 갈지자형, 만곡형 또는 다른 형상을 갖도록 구조화될 수도 있다. 노드들 및 신장가능한 인터커넥션들의 형상 및/또는 치수들은 결과의 디스플레이의 응용에 기초하여 선택될 수도 있다. 신장가능한 인터커넥션이 확장할 수 있는 범위는 인터커넥션의 재료의 폭 및 인터커넥션의 형상의 측면 (lateral) 치수에 의존할 수도 있다. 예로서, 도 3a 는 인터커넥션 (304a) 에 대한 폭 (w) 및 측면 치수 (d) 를 나타낸다. 인터커넥션에 대해, 폭 및/또는 치수는 인터커넥션에 대해 원하는 양의 신장을 제공하도록 가변할 수도 있다. 사형 인터커넥션들의 측면 거리 및 폭은 전기-광학 디스플레이에 대한 손상 없이 가능할 노드들 간의 확장의 양을 결정한다. 일반적으로, 변형이 보다 긴 경로 위로 스프레드 아웃되기 때문에 측면 거리가 길수록, 가능한 확장이 더 크다.
인터커넥션의 치수들 및 형상은 인터커넥션을 따른 포인트들에서의 스트레인의 양을 감소시키도록 층 (300) 의 재료 특성들에 기초하여 선택될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 인터커넥션의 길이에 대한 균일한 변형은 인터커넥션의 연신을 한정할 수도 있는 인터커넥션 내의 영역들을 감소시키도록 폭 및/또는 측면 치수를 가변시킴으로써 달성될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이의 전극 층은 디스플레이에 대한 신장 정도로 액티브 표면적의 양을 달성하도록 노드들 및 인터커넥션들로 구성될 수도 있다. 통상적으로, 디스플레이의 신장가능한 부분들은 1 초과의 축으로 이동할 수도 있고 다중 평면들을 따라 이동할 수도 있다.
노드들 간의 상대 거리들은 하나 이상의 인터커넥션들을 신장함으로써 가변할 수도 있다. 도 3c 는 x-방향을 따라 신장된 층 (300) 의 신장된 상태이다. 인터커넥션들 (304a 및 304c) 은 도 3a 에 도시된 인터커넥션들 (304a 및 304c) 간의 길이 (L1) 를 가진 층 (300) 의 덜 신장된 상태 또는 완화된 상태와 비교하여, 도 3c 에 도시된 신장된 상태에서, 연신되고 x-방향을 따라 더 큰 길이 (L3) 를 갖는다. x-방향으로 신장하고 인터커넥션 (304a) 을 확장함으로써, 노드들 (302a 및 302b) 간의 거리는 비신장된 상태 (도 3a) 에서보다 신장된 상태 (도 3c) 에서 크다. 구조화된 층은 일부 인터커넥션들이 완화된 상태로부터 연신되고 일부 인터커넥션들이 계속 완화된 상태에 있도록 비균일하게 신장될 수도 있다. 이 방식으로, 신장된 상태의 층 또는 구조화된 층을 갖는 디스플레이는 도 3c 에 도시된 인터커넥션 (304d) 과 같이, 신장이 없거나 또는 신장이 제한된 하나 이상의 인터커넥션들을 포함할 수도 있다. 도 3c 에 묘사된 신장된 상태에서 y-방향을 따라 신장이 제한되거나 또는 신장이 없기 때문에, 인터커넥션 (304d) 은 층 (300) 이 완화된 상태 (L2) 에 있을 때의 길이와 유사한 길이 (L4) 를 갖는다.
도 4 는 디스플레이의 층 (400) 에 대한 노드들 (402a 내지 402e) 및 신장가능한 인터커넥션들 (일부가 404a 내지 404d 로서 라벨링됨) 의 다른 예시적인 배열이다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 노드 (402e) 는 인터커넥션들 (404a 내지 404d) 의 중앙 부분들에 연결된다. 이러한 배열은 층 (400) 에 남아있는 재료의 양을 증가시킬 수도 있고 소정의 디스플레이 응용들에 바람직할 수도 있다. 예로서, 층 (400) 의 배열을 갖도록 구성된 전극 층은 전극 층의 표면적이 디스플레이에서의 전기영동 매체를 구동하기 때문에 바람직한 양의 액티브 표면적을 가진 디스플레이를 제조할 수도 있다. 디스플레이의 액티브 영역은 구조화된 전극 층이 전극 재료의 연속 부분들을 갖는 디스플레이의 영역들에 의해 정의될 수도 있다.
도 5 는 디스플레이의 층을 형성하기 위해 신장가능한 인터커넥션들에 의해 서로 연결된 노드들의 예시적인 배열이다. 도시한 바와 같이, 어두운 흑색 물결선들은 신장가능한 인터커넥션들을 형성하는 커트 라인들을 나타내는 한편, 연한 그레이 라인들은 6각형 노드들을 단순히 지정한다. 도 5 에 도시한 바와 같이, 노드들은 신장가능한 인터커넥션들이 이웃하는 노드들을 연결하는 6각형-형상의 영역들의 패턴 내에 배열된다. 노드 (502a) 는 노드 (502a) 주위에 방사상으로 배열되는 신장가능한 인터커넥션들 (504a 내지 504f) 에 연결된다. 노드 (502a) 에 연결된 신장가능한 인터커넥션들 (504c 및 504f) 은 또한 노드 (502a) 에 이웃하는 노드들에 연결된다. 예를 들어, 신장가능한 인터커넥션 (504c) 은 양자의 노드 (502a 및 502b) 에 연결되고, 신장가능한 인터커넥션 (504f) 은 양자의 노드 (502a) 및 노드 (502c) 에 연결된다. 이 방식으로, 디스플레이의 액티브 영역은 노드들 및 그 노드들을 연결하는 신장가능한 인터커넥션들에 의해 정의될 수도 있다.
도 6a 는 변형가능한 노드들에 연결하는 인터커넥션들의 예시적인 배열이다. 도시한 바와 같이, 어두운 흑색 라인들은 커트 라인들을 나타내고 노드들 (정사각형 형상) (602a, 602b, 602c 및 602d) 을 정의하고; 연한 그레이 라인들도 물론 커트 라인들을 나타내고 이웃하는 노드들에 연결하는 노드 (602a) 의 인터커넥션들 (604a, 604b, 604c 및 604d) 을 정의한다.
도 6b 는 도 6a 의 확대된 버전이다. 노드들 (602a, 602b, 602c 및 602d) 은 이웃하는 노드들이고 각각 4 개의 인터커넥션들을 갖는다. 인터커넥션들의 일부는 604a 내지 604g 로 라벨링된다. 디스플레이가 신장될 때, 인터커넥트들 (즉, 604a 내지 604g) 은 상당히 일직선인 상태이고 노드들 (602a 내지 602d) 은 주로 Z-축을 따라, 디스플레이를 신장시키기 위해 왜곡된다. 인터커넥션들 (604a 내지 604g) 을 형성하는 커트 라인들은 균일한 평행 라인들로서 예시되지만, 커트 라인들 간의 간격 및 커트 라인들의 상대 길이는 최종 디스플레이의 원하는 신장성 및/또는 가요성에 의존하여 가변될 수도 있다. 예를 들어, 어두운 흑색 커트 라인들에 근접하여 더 가까운 연한 그레이 커트 라인들은 어두운 흑색 커트 라인들로부터 상대적으로 더 먼 연한 그레이 커트 라인들보다 함께 더 가깝게 이격될 수도 있다. 이것은 노드들의 주변보다 노드들의 중앙 영역에서 더 많은 액티브 영역을 제공할 것이다.
본 출원의 기술의 여러 양태들 및 실시형태들을 이렇게 설명하면, 다양한 변경들, 수정들, 및 향상들이 당업자들에게 용이하게 발생할 것이라는 것이 인식되어야 한다. 이러한 변경들, 수정들, 및 향상들은 본 출원에서 기술된 기술의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 예를 들어, 당업자들은 기능들을 수행하고 및/또는 결과들 및/또는 본 명세서에서 설명된 이점들 중 하나 이상을 획득하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조들을 용이하게 상상할 것이고 이러한 변경들 및/또는 수정들의 각각은 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 당업자들은 겨우 일상적인 실험을 사용하여, 본 명세서에서 설명된 특정 실시형태들에 대한 많은 등가물들을 인정하거나, 또는 확인하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 전술한 실시형태들은 단지 예로 제시되고 첨부된 청구항들 및 그 등가물들의 범위 내에, 발명적 실시형태들이 구체적으로 설명한 바와 다르게 실시될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 추가로, 본 명세서에서 설명된 2 개 이상의 피처들, 시스템들, 아티클들, 재료들, 키트들, 및/또는 방법들의 임의의 조합은, 이러한 피처들, 시스템들, 아티클들, 재료들, 키트들, 및/또는 방법들이 상호 일관성이 없지 않다면, 본 개시의 범위 내에 포함된다.

Claims (15)

  1. 전기-광학 디스플레이로서,
    복수의 커트들을 포함하는 전도성 재료의 층으로서, 상기 커트들은 상기 전도성 재료의 층을 커팅함으로써 복수의 노드들 및 신장가능한 인터커넥트 (stretchable interconnect) 의 경계를 형성하고, 상기 신장가능한 인터커넥트는 복수의 노드들 중 제 1 노드에 커플링된 제 1 단부 및 제 2 노드에 커플링된 제 2 단부를 연결하는 사형 (serpentine) 인터커넥트인, 상기 전도성 재료의 층; 및
    상기 전도성 재료의 층에 라미네이트된 전기영동 매체 (electrophoretic medium) 를 포함하는, 전기-광학 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기-광학 디스플레이는, 상기 신장가능한 인터커넥트가 신장되는 제 1 신장된 상태 (stretched state) 와, 상기 신장가능한 인터커넥트가 신장되지 않는 제 2 비신장된 상태 (unstretched state) 간에 신장하도록 구성되고, 상기 전기-광학 디스플레이의 길이 또는 폭 중 적어도 하나는, 상기 제 2 비신장된 상태보다 상기 제 1 신장된 상태 동안 큰, 전기-광학 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 간의 거리는, 상기 전기-광학 디스플레이가 상기 제 2 비신장된 상태에서보다 상기 제 1 신장된 상태에 있을 때 큰, 전기-광학 디스플레이.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기-광학 디스플레이는, 상기 신장가능한 인터커넥트가 신장된 상태에 있을 때 적어도 하나의 복합 곡선 (compound curve) 을 갖는 형상에 일치하도록 구성되는, 전기-광학 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 신장가능한 인터커넥트는 측면 (lateral) 치수 및 폭을 갖고, 인터커넥트 영역을 신장시키는 정도는 상기 측면 치수 및 상기 폭에 의존하는, 전기-광학 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이의 표면에 부착되고 상기 전기-광학 디스플레이에 기계적 서포트를 제공하도록 구성된 엘라스토머 필름을 더 포함하는, 전기-광학 디스플레이.
  8. 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법으로서,
    복수의 노드들 및 상기 복수의 노드들 중의 제 1 노드와 제 2 노드를 연결하는 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계; 및
    상기 전도성 재료의 층에 전기영동 매체의 층을 라미네이트하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 노드들 및 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 상기 제 1 노드에 커플링된 제 1 단부 및 상기 제 2 노드에 커플링된 제 2 단부를 갖는 사형 (serpentine) 인터커넥트를 형성하는 단계를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들 및 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 적어도 2 개의 정사각형 노드들을 형성하는 단계를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들 및 신장가능한 인터커넥트를 정의하기 위해 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 적어도 2 개의 6각형 노드들을 형성하는 단계를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 사형 인터커넥트를 형성하는 단계는 상기 사형 인터커넥트가 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이의 상기 사형 인터커넥트를 따르는 포인트에서 상기 복수의 노드들 중의 제 3 노드에 커플링하도록 상기 사형 인터커넥트를 형성하는 단계를 더 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 레이저로 전면 전극을 커팅하는 단계를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 상기 라미네이트하는 단계 전에 수행되는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 재료의 층을 커팅하는 단계는 상기 라미네이트하는 단계 다음에 수행되는, 전기-광학 디스플레이를 제조하는 방법.
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