KR20070108867A - 범용 디스플레이 모듈 - Google Patents

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KR20070108867A
KR20070108867A KR1020077017968A KR20077017968A KR20070108867A KR 20070108867 A KR20070108867 A KR 20070108867A KR 1020077017968 A KR1020077017968 A KR 1020077017968A KR 20077017968 A KR20077017968 A KR 20077017968A KR 20070108867 A KR20070108867 A KR 20070108867A
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KR
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display module
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universal display
universal
display
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KR1020077017968A
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토마스 제이. 펜나즈
아담 라우바치
Original Assignee
아베소, 인크.
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Publication date
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Abstract

광범위의 디바이스들에 탑재될 수 있는 것으로서, 후면(22), 상면(26) 및 디스플레이를 형성하기 위해 한 쌍의 이격된 전극들(24, 28)과 접촉하는 잉크층(30) 및 이외 선택적 구성성분들로서 이를테면 구동 칩, 배터리, 센서, 로직 칩, 멤브레인 스위치들, RFID 안테나 및 바이오메트릭 센서를 포함하는 범용 디스플레이 모듈(20)이 개시된다.
범용 디스플레이 모듈, 상면, 후면, 집적 기술,

Description

범용 디스플레이 모듈{Universal Display Module}
본 발명은 범용 디스플레이 모듈에 관한 것으로, 특히 핫 라미네이션, 라벨 삽입, 진공성형, 냉 라미네이션, 사출성형 및 기계적 삽입을 포함한 다양한 집적 기술들에 의해 여러 가지 최종 애플리케이션들에 내장될 수 있는 디스플레이 모듈에 관한 것이다.
디스플레이 모듈들은 예를 들면 스마트 카드들, 스마트 라벨들, 전화 핸드셋들 등과 같은 다양한 애플리케이션들에서 정보를 처리하여 사용자에게 전달하는데 사용되는 다양한 최종 애플리케이션들에 집적 또는 내장되는 디바이스들이다. 많은 공지된 디스플레이 기술들이 있다. 이들 디스플레이 기술들은 액정 디스플레이들(LCD), 유기발광 다이오드들(OLED), 전장발광(EL), 전계방출 디스플레이(FED), 전기영동, 일렉트로크로믹, 및 전자종이를 포함한다. 저 전력, 해상도, 박육(thinness), 폼 팩터, 및 집적 방법을 포함하여 최종 애플리케이션을 위한 디스플레이 기술을 선택할 때 많은 특징들이 고려된다. 이들 모든 파라미터들이 모두 중요하나, 가장 제한적인 것은 흔히 집적 방법이다. 많은 경우들에 있어서, 최종 애플리케이션은 디스플레이 집적 방법을 제한하는 것으로 알려져 있고, 이는 선택을 단일 기술 또는 모듈로 제한한다.
특히, 액정 디스플레이들(LCD)은 이를테면 셀 전화들, 랩탑 컴퓨터들, 및 PDA들(personal digital assistants)과 같은 휴대 전자장치들에서 일반적으로 사용된다. LCD는 지정된 두께의 셀에서의 두 개의 기판들 사이에 개재된 액정물질층들로 구성된다. 액정물질은 전압이 인가되었을 때 분자 배향(molecular alignment)을 변화시킨다. 이와 같으므로, LCD들은 배향층들, 도전층들, 편광층들, 및 경우에 따라서는 복수-층 스택을 형성하는 반사층들을 내포하는 것으로 알려져 있다. 이러한 복수층 스택은 일반적으로 유리 또는 실리콘 기판들을 사용하여 제조되어 비교적 단단한(rigid) 디바이스가 되게 한다. 불행하게도, 이러한 단단한 디스플레이 디바이스들은 진공성형된 부품들 또는 사출성형된 부품들에 쉽게 집적될 수 없다. 또한, 이러한 LCD들은 본질적 제한들을 갖는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, LCD들은 "셀 갭(cell gap)"으로서 알려진 것인 두 개의 기판들간의 특정한 거리가 유지될 것을 요구한다. 또한, LCD들은 부서지기 쉬운 것으로 알려져 있고 이에 따라 많은 애플리케이션들에 적합하지 않다. 플라스틱 기판들을 이용하는 LCD들이 알려져 있을지라도, LCD들은 여전히 어떤 집적 방법들엔 적합하지 않다. 예를 들면 스마트 카드들의 제조에서 핫 라미네이션 집적 방법들에 의해 야기되는 열 및 압력은 LCD를 손상시킨다.
유기 발광 다이오드들(OLED) 또한 공지된 디스플레이 디바이스들이다. 이들 OLED들은 LCD들과 동일한 대부분의 애플리케이션들을 타겟으로 하는 것으로 알려져 있다. OLED들은 2개의 전극들 사이에 개재된 얇은 막들의 유기물질들로 구성된다. 바이어스가 전극들에 인가되었을 때, 기저상태로 릴렉스할 때 광을 방출하는 여기 자들(exciton)이 발생된다. 이들 디스플레이 디바이스들은 유리, 실리콘, 및 플라스틱을 포함한 다양한 기판들 상에 제조될 수 있다. 단단한 기판들로 형성된 OLED들은 단단한 기판들로 형성된 LCD들과 동일한 집적에 기반한 제한들을 갖는다. 가요성 기판들로 형성된 OLED들은 애플리케이션에서 제한적인 것으로 알려져 있다. 특히, OLDE 물질들의 본질적인 불안정성 및 이들 디바이스들의 파손되기 쉬운 특성은 사출성형 및 진공성형을 포함한 많은 애플리케이션들에서 이러한 OLED들의 집적을 불가능하게 한다. 또한, OLED를 형성하는데 사용되는 물질들은 산소 및 습기가 디바이스에 들어가는 것을 방지하기 위해서 장벽층들의 사용을 필요로 하며, 이에 따라 이들 공정들 동안 기계적 무결성을 유지하는 것을 어렵게 한다. 이들 제한들 외에도, OLED에서 사용되는 물질들의 열적 안정성이 낮고(<100°C), 이에 따라 디스플레이 모듈의 핫 라미네이션과 같은 어떤 집적 기술들을 제한한다.
전기영동 디스플레이들은 2개의 기판들 -각각은 전극들이 패터닝되어 있다- 사이에 액체 매질 내 부유되는 하전된 착색된 입자들(즉, 잉크)로 구성된다. 잉크는 디스플레이 구동기에 의해 제어되는 하나의 패턴의 화소들을 형성하는 회로층이 형성된 또 다른 기판에 라미네이트되는 하나의 기판에 인쇄된다. 이러한 전기영동 디스플레이들을 위한 기판들용으로 유리 및 플라스틱이 사용되는 것으로 알려져 있다. 이들 디스플레이 모듈들에서 사용되는 물질들은 진공성형, 사출성형, 또는 핫 라미네이션에 의한 집적을 견딜만큼 충분히 강건하거나 견고하지 않다.
많은 공지의 디스플레이 기술들에 있어서의 또 다른 문제는 디스플레이 자체의 전압 요건이다. 일부 공지된 디스플레이의 기술들은 적합한 동작을 위해 10-15 볼트 DC를 요구하며 어떤 최종 애플리케이션들에 집적되기 위해서 전압 또는 전류 조정을 필요로 할 수도 있다. 이에 따라 이러한 디스플레이들은 추가의 구성성분들 및/또는 회로를 요구하며, 최종 애플리케이션들에 집적하는데 있어 이러한 디스플레이들에 상대적으로 비용이 더 들게 한다.
전압 요건들 외에도, 공지의 디스플레이 기술들은 기본적으로 디스플레이 모듈을 최종 애플리케이션에 집적하는데 사용되는 공정에 의해 애플리케이션에서 제한이 있고 또한 최종 애플리케이션 자체에 의해 제한된다. 이에 따라, 집적 공정 또는 최종 애플리케이션에 의해 제한됨이 없이 최종 애플리케이션에 집적될 있는 디스플레이 디바이스에 대한 필요성이 있다.
요약하여, 본 발명은 광범위한 디바이스들에 탑재될 수 있는 것으로서, 디스플레이를 형성하기 위한 후면(backplane), 한 쌍의 이격된 전극들과 접촉하는 잉크층 및 상면과, 구동 칩, 배터리, 센서, 로직 칩, 멤브레인 스위치들, RFID 안테나 및 바이오메트릭 센서와 같은 다른 선택적 구성성분들을 포함하는 범용 디스플레이 모듈에 관한 것이다. 다른 공지의 디스플레이 모듈들과는 달리, 본 발명에 따른 범용 디스플레이 모듈은 모듈을 수정함이 없이 라벨들, 카드들, 진공성형된 부품들, 사출성형된 부품들, 또는 그외 집적 기술들에서 사용되기에 충분히 가요성이 있고 얇다. 또한, 본 발명의 디스플레이들은, 많은 다른 디스플레이 기술들에 의해 요구되는 높은 전압들 또는 교류(AC)를 제공하기 위한 인버터들 또는 전압 멀티플라이어들과 같은 추가의 회로에 대한 필요성을 제거함으로써 모듈의 집적을 더욱 간이화하는 비교적 낮은 직류(DC) 파워 요건으로 동작한다. 이와 같으므로, 본 발명에 따른 범용 디스플레이 모듈은 다양한 최종 애플리케이션들에 사용될 수 있는 단일한 견고한 디스플레이 모듈을 제조할 수 있게 함으로써 규모의 경제를 제공하며 디스플레이 집적뿐만 아니라 제조에 관계된 제조비용들 및 재고들을 감소시킨다. 따라서, 범용 디스플레이 모듈은 디스플레이 모듈을 최종 애플리케이션에 집적하기 위한 핫 라미네이션, 라벨 삽입, 진공성형, 냉 라미네이션 및 사출성형과 같은 광범한 일반적인 집적 기술들을 집적기(integrator)가 사용할 수 있게 한다. 어떠한 공지의 디스플레이 기술들도 이러한 광범위한 제조공정들에서 사용될 수 없고, 이러한 낮은 파워 요건들에서 동작할 수 없으며 본 발명의 얇은 폼 팩터를 제공할 수 없다.
본 발명의 이들 및 다른 이점들은 다음의 명세서 및 첨부된 도면을 참조로 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 범용 디스플레이 모듈의 전방 부분 입면도.
도 2는 도 1에 도시된 범용 디스플레이 모듈을 제조하는데 수반되는 단계들을 도시한 대표적 공정도.
본 발명은 이를테면 소비자 휴대 전자장치들, 스마트 카드들, 스마트 라벨들, 테스트 및 측정장비, 사이니지(signage), 및 착용가능 전자장치들과 같은 비교적 다양한 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 범용 디스플레이 모듈은 문자 숫 자, 아이콘, 그래픽 정보 또는 이들의 어떤 조합을 표시할 수 있다. 발명의 중요한 면에 따라서, 범용 디스플레이 모듈은 핫 라미네이션, 라벨 삽입, 진공성형, 냉 라미네이션, 사출성형 및 기계적 삽입을 포함하는 다양한 제조 및 집적 방법들에 의해 다양한 최종 애플리케이션들에서 집적될 수 있다.
다양한 최종 애플리케이션들을 수용하기 위해서, 범용 디스플레이 모듈은, 모듈을 수정함이 없이 필요한 집적 기술들을 통해 라벨들, 카드들, 진공성형된 부품들, 또는 사출성형된 부품들에 집적되기에 충분히 가요성이 있고 견고할 수 있게 하는 재료들로부터 형성된다. 또한, 범용 디스플레이 모듈은 라미네이션 압력 및 핫 라미네이션 기술들의 연관된 열을 견디기에 충분히 안정되고 견고하다. 발명의 중요한 면에 따라서, 범용 디스플레이 모듈은 핫 라미네이션 집적 방법들에 연관된 온도를 견딜 수 있는 비수성 잉크(이하, "비휘발성 잉크"라 함)로 형성된다. 이러한 비휘발성 잉크의 예들은 미국특허 6,639,709 및 6,744,549 및 2002년 11월 21일에 미국특허공개 번호 2002/0171081 A1로서 공개된 2002년 3월 19일에 출원된 미국특허출원번호 10/102,236에 개시되어 있고, 이들은 모두 본 발명의 양수인에게 양수되었으며 참조문헌으로 여기 포함시킨다. 이와 같으므로, 범용 디스플레이 모듈은 집적 기술 또는 최종 애플리케이션에 의해 영향을 받지 않는다.
비휘발성 잉크의 사용은, 위에 논한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이들을 1.2볼트 DC만큼 낮은 전압들에서 동작할 수 있게 한다. 이것은 디스플레이를 동작시키기 위해서 전압 또는 전류를 수정하기 위한 구성성분들의 추가 없이, 탄소아연 전지 또는 리튬전지와 같은 통상의 배터리 기술을 사용할 수 있게 한다. 본 발명의 범용 디스플레이 모듈은 통상적으로 화소 당 500마이크로암페아 미만의 비교적 저 전력을 소비하며, 이것은 특정의 애플리케이션에 대해 보다 작은 배터리들을 사용할 수 있게 하며 집적 용이성을 향상시킨다. 이와 같으므로, 보다 얇은 유전층이 사용될 수 있고, 이에 따라 디스플레이, 따라서 범용 디스플레이 모듈을 공지의 디스플레이 모듈들보다 비교적 더 가요성이 있게 한다.
본 발명에 따른 범용 디스플레이 모듈은 후면 기판, 전면 기판 및 디스플레이, 선택적인 드라이브 칩 및 그외 배터리, 센서, 로직 칩, 멤브레인 스위치들, RFID 안테나 및 바이오메트릭 센서와 같은 선택적인 구성성분들을 포함한다. 범용 디스플레이 모듈에는 디스플레이를 위한 후면뿐만 아니라 구성성분들에 필요한 모든 전자회로가 형성될 수 있다. 통상의 스크린 인쇄, 플렉소(flexographic) 인쇄, 또는 그라비어 인쇄를 포함한 다양한 공지의 제조기술들에 의해 제조될 수 있다. 구리 에칭, 포일 스탬핑 또는 패터닝된 스퍼터링과 같은, 통상의 가요성 회로 방법들이 채용될 수도 있다. 후면에 필요한 도전성 트레이스들을 형성하기 위해 잉크젯 및 그외 방법들을 이용하는 기술들이 또한 공지되어 있다. 모든 이러한 제조기술들은 발명의 넓은 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 후면의 제조를 위한 방법은 통상적으로, 회로 및 비용에 요구되는 해상도에 의해 결정된다.
후면은 다수의 화소들과, 이를테면 IC 칩들, 스위치들 또는 배터리와 같은 다른 선택적 요소들에 접속을 위한 연관된 전기 접속점들을 구비한 후면 기판 상에 형성된다. 안테나가 채용된다면, IC 또는 디스플레이 화소들을 위한 접속점들은 개방된다. 후면에 적합한 기판들은 광범한 공지의 기판재료들을 포함한다. 예를 들 면, 폴리에스터, 폴리이미드들, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 또는 폴리비닐클로라이드와 같은 통상의 막들이 채용될 수 있다. 후면 기판은 적합한 전기적 절연이 회로를 위해 제공된다면, 포일들 또는 금속들과 같은 단단한 기판들뿐만 아니라, 페이퍼 기판 및 판지 기판 상에 구성될 수도 있다. 통상적으로, 후면용의 기판의 선택은 최종 애플리케이션, 가공의 용이성 및 다이 부착과 같은 후속되는 조립단계들에 의해 결정된다.
일단 회로가 후면 기판 상에 형성되었으면, 추가의 전기적 접속들이 요구되고 디스플레이 화소들이 놓여지는 영역들에선 제외하고, 회로의 모든 트레이스들을 절연시키기 위해서 유전체 코팅이 도포된다. 유전체의 목적은 회로들을 보호하고 모듈 내 다른 도전성 요소들과의 전기적 단락을 방지하는 것이다. 디스플레이 영역에서, 유전체는 바람직하지 않은 요소들이 상 형성(imaging)을 방지한다. 유전체는 이 기술에서 모두 공지된 것들인 포토 마스크 기술들뿐만 아니라 통상의 인쇄방법들에 의해 도포될 수 있다. 적합한 유전재료들은 5-20 미크론의 전형적인 인쇄 두께로 Acheson Electrodag 1020A을 포함한다. 가요성 구리 에칭 회로들에서 사용되는 전형적인 땜납 마스크들이 채용될 수도 있다. 비용뿐만 아니라, 요망되는 해상도, 회로를 형성하는데 사용되는 기술은 통상적으로, 유전층을 피착하기 위해 어떤 기술이 사용되는가에 의해 결정된다.
디스플레이는 한 쌍의 이격된 전극들과 접촉한 디스플레이 영역에 비휘발성 전기로 활성화되는 잉크를 피착함으로써 구성된다. 전극들은 서로 다른 기판들 상에 형성되거나, 또는 동일 기판 상에 나란히 형성될 수 있다. 이러한 디스플레이들 은 전극들에 전압 전위를 인가함으로써 동작한다. 인가된 전압은 전류가 잉크에 흐르게 하며, 이에 따라 잉크가 조명 또는 "상을 형성(imaging)"하게 된다. 위에 기술된 비휘발성 잉크는 임의의 전압 또는 전류 조절 구성성분들 또는 회로에 대한 필요성 없이 약 1.2볼트 DC에서 상을 형성하는 것으로 알려져 있다.
비휘발성 전기-활성 잉크는 통상의 스크린, 스텐실, 또는 플렉소 인쇄 기술들에 의해 피착될 수 있다. 비휘발성 전기-활성 잉크는 전체 디스플레이 영역들 덮는 한 블록의 잉크로서 피착될 수도 있고 또는 도전성 화소들 상에 직접 패턴으로서 인쇄될 수도 있다. 바람직한 방법은 통상적으로 이 잉크층의 요망되는 두께에 의해 결정된다. 비휘발성 전기-활성에 전형적인 두께들은 약 5미크론 내지 최대 약 250미크론의 두께의 범위이다. 스텐실 인쇄가 가장 두꺼운 피착 결과를 가져오고, 스크린 인쇄가 그 다음인 것으로 알려져 있다. 플렉소 및 그라비어 인쇄는 가장 얇은 잉크층의 결과를 가져오는 것으로 알려져 있다.
상면은 전극을 형성하기 위해 인듐 주석 산화물(ITO)이 스퍼터링된 폴리에스터와 같은 투명한 도전성 막을 이용함으로써 제조될 수 있다. 상면은 균일한 도전성을 가질 수 있고 또는 특정한 화소들을 정의하기 위해 패터닝될 수 있다. 패터닝은 특정의 영역들에 투명한 유전체를 인쇄하거나, 스퍼터링된 ITO 코팅의 영역들을 선택적으로 제거하는 화학적 또는 레이저 에칭과 같은 방법들에 의해서 얻어질 수 있다. 대안적으로, 투명한 도전성 트레이스들은 이 기술에 공지된 ITO 잉크들, 안티몬 주석 산화물(ATO) 잉크들과 같은 투명한 도전성 잉크를 이용함으로써 제조될 수 있다. 상면은 예를 들면 멤브레인 스위치의 단락층으로서 사용될 수도 있을지라 도 모듈의 디스플레이 영역만을 덮거나, 요망된다면 추가의 전기적 기능을 제공할 수도 있다.
점착성 개스켓(adhesive gasket)은 디스플레이의 에지들을 밀봉하고 상면을 후면에 단단히 붙이기 위해서 형성될 수 있다. 개스켓을 형성하기 위해 히트 시일 인쇄, UV 경화 감압(pressure sensitive) 또는 다이 절단 및 감압 게이트 라미네티으를 포함한 다양한 기술들이 채용될 수 있다. 발명을 실시하는데 필요한 점착 특성들은 전기-활성 잉크들에 반응하지 않을 뿐만 아니라 조립체를 함께 유지하는데 충분한 점착성을 포함한다. 밀봉 개스켓의 두께는 전기-활성 잉크층의 두께에 의해 결정될 수 있다. 개스켓은 상면과 후면간에 일정한 전기적 접속을 보장하기 위해서 전기-활성 잉크층과 동일한 두께이거나 그보다 얇아야 한다.
상면은 별도의 기판으로서 제작되고 이어서 후면과 일렬로 라미네이트될 수 있다. 전면이 적어도 하나의 전극을 내포하는 반면 후면은 적어도 하나의 전극을 포함하는 전체 모듈 회로를 내포한다. 당업자들은 대안적으로 전기-활성이 전면 상에 인쇄되고 원한다면 개스킷 점착제가 후면 상에 인쇄될 수 있음을 알 것이다. 유일한 제약은 점착제 및 전기-활성 잉크들이 서로 대향하는 층들 상에 피착되어야 한다는 것이다.
범용 모듈 조립체를 제조함에 있어 마지막 단계는 후면에 전면의 전기적 접속을 포함한다. 이것은 도전성 에폭시를 스크린 인쇄하는 등의 도전성 점착제를 사용하거나 도전성 감압 테이프를 사용하여 전면을 후면에 부착함으로써 달성된다.
위에 언급된 단계 후에, 디스플레이를 내포하는 모듈은 이를테면 IC 돔형 스 위치들 및 배터리 또는 그외 구성성분들과 같은 선택적 디바이스들의 배치를 포함하여 추가 구성성분의 배치 및 부착할 준비를 하게 된다. 후속되는 단계들에서 채용되는 방법들은 이 기술에 공지된 것으로서 범용 디스플레이 모듈에 선택적 구성성분을 병치하기 위한 통상의 픽업 배치 기술들을 이용한다. 보조 구성성분을 부착하기 위해서 당 기술분야에 공지된 다양한 전기적 접속 기술들이 채용될 수도 있다. 이들 전기적 접속기술들은 예를 들면 플립 칩 부착, 와이어 본딩, 땜납 또는 이방성 감압 점착제들을 포함한다.
대표적인 범용 디스플레이 모듈이 도 1에 도시되었으며 전체를 참조부호 20으로 표기하였다. 범용 디스플레이 모듈(20)은, 적어도 하나의 전극을 포함할 수 있는, 전체를 참조부호 24로 표기한 후면 회로가 패터닝된 후면 기판(22), 전기적 도전성의 투명한 상면 기판(26), 적어도 하나의 전극을 포함할 수 있는 상면 도전층(28), 디스플레이(30) 및 한 쌍의 스페이서들(32, 34)을 포함한다. 대안적으로, 전극들은 상면 또는 후면 상에 나란한 관계로, 이격된 부분에 형성될 수 있다. 위에 논한 바와 같이, 범용 디스플레이 모듈(20)은 또한, 상면(26)을 후면(24)에 밀봉하기 위한 점착성 개스켓(도시생략)을 포함한다. 또한, 상면(26) 및 후면(24)은 예를 들면 도전성 에폭시(도시생략)에 의해 함께 단락된다.
단락 도체들(32, 34)에 대해 많은 서로 다른 구성들이 고찰된다. 예를 들면, 감압 도전성 점착제들 또는 도전성 테이프들이 사용될 수 있다. 이 목적을 위한 적합한 점착제는 부품 번호 XCE-3014로 Emerson and Cummings로부터 입수될 수 있다. 대안적으로, 실버 에폭시와 같은 도전성 접착제가 스크린 인쇄될 수도 있고, 또는, 개스켓을 형성하거나 전기적 접속을 제공하기 위해 니들(needle)이 분배될 수도 있다. 적합한 도전성 에폭시들은 이 목적을 위해서 Acheson Electrodag 5810을 포함한다. 모든 이러한 실시예들은 발명의 넓은 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명에 따른 범용 디스플레이 모듈(20)을 제조하기 위한 대표적인 공정도가 도 2에 도시되었다. 전체를 참조부호 36로 표기한 공정도의 좌측 부분은 상면(26)(도 1)의 제조에 관한 것이고 전체를 참조부호 38로 표기한 공정도의 우측 부분은 후면(24)의 제조에 관한 것이다. 전체를 참조부호 40으로 표기한 공정도의 하측 좌측 부분은 범용 디스플레이 모듈(20)에 선택적 구성성분들을 추가하기 위해서 연루되는 대표적 추가의 공정단계들을 도시한 것이다.
먼저 상면(26)을 제조하기 위한 공정(36)을 참조하면, 먼저 투명한 도전성 막의 롤(roll)이 제공된다. 인듐 주석 산화물(ITO)이 스퍼터링된 폴리에스테르와 같은 다양한 투명한 도전성 막들이 이 목적에 적합하다. ITO 막들의 롤들은 스퀘어당 60오옴의 공칭 저항을 갖는 Sheldahl의 부품 번호 155597-xxx를 포함한, 여러 소스들로부터 입수될 수 있다. 먼저, 단계 42에서, 막은 애플리케이션에 따라 선택적으로 시트들로 절단되고 펀치된다. 단계 44에서, 예를 들면 사각형 블록을 형성하기 위해 상면(26) 상에 비휘발성 잉크가 스크린 인쇄된다.
전체를 참조부호 25로 표기한 후면은 후면 기판(22) 및 이 위에 인쇄된 회로(24)로 구성된다. 후면(25)은 공정(38)에 의해 가공되고 몇몇의 서로 다른 방법들로부터 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 한 롤의 폴리에스터막이 제공된다. 이러한 폴리에스터막은 부품 번호 ST-506인 등록상표 Melinex로 듀퐁과 같은 다양 한 소스들로부터 입수될 수 있다. 폴리에스터막은 단계 46에 개시된 바와 같이 작업 명세에 따라 시트들로 절단되고 펀치된다. 폴리에스터막은 후면 기판(22)용으로 사용된다. 후면 기판(22) 상에 형성된 회로(24)는 단계 48에서 보인 바와 같이, 후면 기판(22) 상에 은을 스크린 인쇄함으로써 형성될 수 있다. 전극 및 회로 내 다른 디바이스들의 원하지 않는 상 형성을 방지하기 위해서 단계 50에서 후면(24) 상에 유전체가 스크린 인쇄된다. 도시된 실시예에서, 후면(22)과 상면(26) 사이에 스페이서를 제공하기 위해서 단계 52에서 감압 점착제가 스크린 인쇄된다. 후면(25)이 제조된 후에, 후면(25)은 상면(26)에 정렬되고, 예를 들면 도전성 에폭시에 의해 단계 54에 도시된 바와 같이 그에 단락된다. 이어서, 단계 56에 나타낸 바와 같이 상면(26) 및 후면(25)이 함께 라미네이트된다.
선택적 구성성분들은 공정(48)에 의해 범용 디스플레이 모듈(26)에 추가될 수 있다. 본 실시예에서, 선택된 집적회로(IC) 및 이외 디바이스들이 웨이퍼들의 형태로 제공될 수 있다. 우선, 단계 58에서, 웨이퍼들은 이들이 명세들을 확실히 충족시킬 수 있기 위해 테스트될 수 있다. 이어서, 단계 60에서, 범용 디스플레이 모듈 하위-조립체에 선택적 구성성분의 접속을 용이하게 하기 위해서 웨이퍼의 접속 패드들 상에 은 범프들이 형성된다. 단계 62에서, 웨이퍼들은 다이로 알려진 다수의 구성성분들로 소잉(saw)된다. 단계 64에서, 다이는 범용 디스플레이 모듈 하위-조립체에 병치되고 단계 66에서 그에 부착된다. 이어서, 시트 상에 형성된 개개의 디스플레이 모듈들은 단계 68에서 다이로 절단되고 개개의 범용 디스플레이 모듈들(20)을 형성한다. 이어서, 범용 디스플레이 모듈들(70)은 이들의 최종 애플리 케이션들에 배치되거나 삽입된다.
구리 에칭 후면(25)을 이용하는 범용 디스플레이 모듈(20)을 형성하기 위한 대안적 공정을 이하 기술한다. 우선, 0.5 온스 구리 포일을 갖는, Kapton과 같은 2 mil 폴리이미드 기판은 후면 회로(24)를 제조하기 위해서 화학적으로 에칭될 수 있다. 후면 회로(24)는 세븐 세그먼트 디스플레이 및 디스플레이 구동 칩을 위한 전기적 접속들을 포함할 수 있고 돔 형상 멤브레인 스위치들 및 인쇄 배터리를 위한 회로를 내포할 수 있다. 이어서, 구동 칩, 스위치들 및 배터리를 위한 접속점들에서는 제외한 모든 트레이스들을 덮기 위해서 후면 회로(24)에, 포토마스크가 된 유전체가 도포될 수 있다. 디스플레이용 화소영역들도 절연되지 않는다. 회전 스크린 인쇄 공정을 사용하여, 위에 논한 바와 같은 개스켓을 형성하기 위해 도전성 감압 점착제를 구비한 스퍼터링된 ITO가 패터닝된다. 접착제는 노출된 접착제 상에 실리콘 방출 라이너를 도포함으로써 오염으로부터 보호될 수 있다. 이어서, 후면은 활성 디스플레이를 형성하기 위해서 비휘발성 전기-활성 잉크로 인쇄된다. 사전에 형성된 전면(26)이 후면(25)에 라미네이트된다. 전면(26)은 감압 개스켓과 전기-활성 잉크가 확실히 일치되게 정렬시켜 라미네이트되어야 한다. 이어서 모듈은 구동 칩을 부착하기 위해 통상적인 픽업 배치 라인을 통해 이동하고, 위에 논한 바와 같이 스위치들용의 돔들을 배치하고 배터리를 배치한다. 모듈은 이제 다양한 제조기술들을 사용하여, 완성된 제품들에의 후속되는 집적 준비를 하게 된다. 예를 들면, 모듈은 스마트 카드 또는 통상의 신용카드에 핫 라미네이트될 수 있다. 카드 또는 라벨 포맷에 냉-라미네이트될 수 있다. 동일 모듈은 셀 전화 새시에 진공성형될 수도 있을 것이다.
자명하게, 본 발명의 많은 수정들 및 다양한 것들이 위에 교시된 바에 비추어 가능하다. 따라서 첨부된 청구항들의 범위 내에서, 발명은 위에 구체적으로 기술된 것 외에 다르게 실시될 수도 있음을 알아야 할 것이다.
청구되고 미국의 특허증에 의해 보호될 것은 다음과 같다.

Claims (24)

  1. 범용 디스플레이 모듈에 있어서,
    기판으로 형성된 후면;
    투명한 도전성 기판으로 형성된 상면;
    한 쌍의 이격된 전극들;
    상기 한 쌍의 전극들과 접촉하는, 상기 후면과 상기 상면 사이에 개재된 비휘발성 잉크; 및
    상기 상면을 상기 후면에 단락시키고 고정시키기 위한 도전성 접착제를 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 상면 상에 또는 상기 후면 상에 나란한 관계로 형성된, 범용 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들은 제1 전극 및 제2 전극을 정의하며, 상기 제1 전극은 상기 상면 상에 형성되고 상기 제2 전극은 상기 후면 상에 형성된, 범용 디스플레이 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명한 도전성 기판은 투명한 도전성 막인, 범용 디스플레이 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 투명한 도전성 막은 인듐 주석 산화물(ITO)이 스퍼터링된 폴리에스테르인, 범용 디스플레이 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상면은 균일한 재료의 시트로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상면은 패터닝되는, 범용 디스플레이 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 후면 기판은 구리 포일로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 폴리에스터로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 폴리이미드(polyimide)로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 폴리프로필렌(polypropylene)으로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  12. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 폴리카보네이트(polycarbonate)로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride)로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  14. 제1항에 있어서, 상기 후면을 위한 상기 기판은 페이퍼(paper)로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  15. 제1항에 있어서, 상기 후면용을 위한 상기 기판은 판지로부터 형성된 막으로부터 형성되는, 범용 디스플레이 모듈.
  16. 제1항에 있어서, 구동회로를 더 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  17. 제1항에 있어서, 하나 이상의 선택적인 구성성분들을 더 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택적인 구성성분들은 집적회로를 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  19. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택적인 구성성분들은 하나 이상의 스위치들을 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  20. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택적인 구성성분들은 하나 이상의 센서들을 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  21. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택적인 구성성분들은 하나 이상의 안테나들을 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  22. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 선택적인 구성성분들은 하나 이상의 배터리들을 포함하는, 범용 디스플레이 모듈.
  23. 범용 디스플레이 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 투명한 도전성 기판으로부터 상면을 형성하는 단계;
    (b) 제1 전극을 형성하는 단계;
    (c) 기판으로부터 후면을 형성하는 단계;
    (d) 제2 전극을 형성하는 단계;
    (e) 상기 제1 및 제2 전극들과 접촉하여, 상기 상면과 상기 후면 사이에 비휘발성 잉크를 개재시키는 단계; 및
    (f) 상기 상면을 상기 후면을 고정시키고 전기적으로 단락시키는 단계를 포함하는, 범용 디스플레이 모듈 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, (g) 선택적 구성성분을 상기 적어도 하나의 전극에 부착하는 단계를 더 포함하는, 범용 디스플레이 모듈 제조방법.
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