KR20120105443A - 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되고, 다수의 화소가 지지판의 제1 구역을 커버 하는, 상기 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 적어도 상기 제1 구역을 커버 하는 소수성 층을 도포하는 단계와, 실질적으로 상기 디스플레이 영역 외부의 제2 구역 위의 소수성 층의 소수성을 낮추는 단계와, 상기 제1 구역 위의 상기 소수성 층 위에 상기 벽을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 전기 습윤 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

Description

전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법{METHOD FOR MAKING ELECTROWETTING DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전기 습윤 디스플레이 디바이스(electrowetting display device)의 제조 방법에 관한 것이다.

국제 특허 출원 제WO 2003/071346호에 설명된 바와 같은 전기 습윤 디스플레이 디바이스(electrowetting display device)는 2개의 지지판을 포함한다. 벽 패턴은 지지판 중 하나에 배치되고, 패턴은 디스플레이 디바이스의 화소를 한정한다. 픽셀로도 알려진 화소의 벽 사이의 구역은 디스플레이 영역이라 칭하고, 디스플레이 영역 위에 디스플레이 효과가 발생한다. 화소의 벽은 친수성 물질(hydrophilic material)로 이루어진다. 디스플레이 영역에서 지지판의 구역은 화소의 적절한 작동을 위하여 상당히 소수성(hydrophobic)이어야 한다. 제조하는 동안 화소가 배치된 지지판의 구역은 소수성 층에 의해 커버 된다. 벽은 소수성 층 위에 벽 물질 층을 증착하고, 예를 들면 포토리소그래픽 방식(photo-lithographic method)을 이용하여 벽 물질 층을 패턴화함으로써 만들어진다.

벽 물질 층과 소수성 층 사이의 접착력은 비교적 약하여, 소수성 층에서 벽 물질 층이 쉽게 분리된다. 벽 물질 층을 도포하기 전에 소수성 층의 소수성을 낮추는 것은 공지되어 있다. 벽을 형성한 후, 벽 사이의 소수성 층 구역은 어닐링(annealing) 되어 그 소수성을 회복한다. 그러나, 이러한 방법을 이용하여 제조된 디스플레이 디바이스의 품질은 만족스럽지 못하다.

본 발명의 목적은 이러한 단점을 가지지 않는 전기 습윤 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되고, 다수의 화소가 지지판의 제1 구역을 커버 하는, 상기 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은,

적어도 상기 제1 구역을 커버 하는 소수성 층을 도포하는 단계와,

실질적으로 상기 디스플레이 영역 외부의 제2 구역 위의 소수성 층의 소수성을 낮추는 단계와,

상기 제1 구역 위의 상기 소수성 층 위에 상기 벽을 형성하는 단계

를 포함한다.

본 발명은 어닐링 단계를 이용하는 공지의 디스플레이 디바이스의 만족스럽지 못한 품질이 소수성을 낮추는 단계와 높이는 단계로 인한 소수성 층의 표면의 품질 저하로 인한 것이라는 인식을 기반으로 한다. 디스플레이 영역의 표면 즉, 벽의 내부의 화소의 영역의 품질 저하는 디스플레이 디바이스의 수명과 제조 공정의 재현성에 영향을 미친다.

본 발명에 따른 방법은 다수의 화소의 상기 제1 구역을 완전히 커버 하는 지지판 구역에 소수성 층을 먼저 도포함으로써 이러한 문제점을 피한다. 그 후, 소수성 층의 소수성은 국부적으로 즉, 디스플레이 영역 외부에 있는 제2 구역 위에서 낮아진다. 벽 물질은 제2 구역에서 표면에 적절히 접착되어, 지지판에서 벽 물질이 분리되는 것을 방지한다. 제2 구역은 연결된 구역이거나 다수의 분리된 구역이다. 제2 구역이 상기 디스플레이 영역 외부에 있기 때문에, 디스플레이 영역에서 소수성 층의 소수성은 낮아지지 않고 따라서 벽을 도포한 후 소수성 층의 소수성을 높일 필요가 없다. 따라서, 소수성을 낮추고 높이는 사이클로 인한 종래기술에서의 불리한 효과가 발생하지 않을 것이다.

상기 방법은 각각의 화소의 디스플레이 영역에서 소수성 층에 영향을 미치지 않고 벽을 도포할 수 있게 한다. 디스플레이 영역에서 소수성 층은 소수성을 낮추고 높이는 처리를 받지 않아서, 그 표면이 손상되지 않고 온전하게 남는다. 따라서 본 발명에 따른 방법으로 제조된 디스플레이 디바이스는 수명 감축을 겪지 않으며, 더 나아가 제조공정은 양호한 재현성을 갖는다.

'실질적으로 디스플레이 영역 외부'이라는 구절은 디스플레이 영역의 10% 미만이 낮은 소수성을 가짐을 의미한다. 특정 실시예에서 제2 구역은 완전히 디스플레이 영역의 외부에 있다.

특허 출원 제US 2009/0168144 A1호는 위에서 언급한 벽 물질 층의 분리를 방지하고 벽의 접착력을 향상시키기 위해 상이한 공정을 사용한다. 상기 방법은 첫째 디스플레이의 전체 구역을 커버 하는 지지판에 소수성 층을 증착한다. 그 후, 소수성 층은 벽이 만들어질 구역 위의 층을 제거함으로써 패턴화된다. 벽은 이와 같이 정리된 구역 위에 도포 되고 소수성 층 아래의 층에 접착되어, 지지판에 대한 벽의 접착력을 향상시킨다. 소수성 층의 패턴화의 단점은 소수성 층이 단독으로 또는 다른 유전체 층과 함께, 화소에 있는 액체와 전극 사이에서 절연 층으로 사용될 수도 있기 때문에 벽의 패턴화 및 후속 얼라인먼트(alignment)가 매우 정밀해야 한다는 것이다. 패턴화된 소수성 층과 벽 사이의 임의의 개구는 유체와 전극 사이의 불능화 단락 회로(disabling short-circuit)의 원인이 될 수 있다. 상기 공지된 방법의 제2 단점은 소수성 층과 지지판의 접착력이 비교적 약하다는 것이다. 소수성 층이 패턴화된 후, 디스플레이 디바이스를 제조하는데 이용된 후속 공정 동안 특히, 세척, 용액 코팅 및 다른 단계와 같은 후속 습식 공정 단계 동안 지지판에서 박리 될 위험이 크다. 본 발명에 따른 방법에서 소수성 층은 패턴화되지 않고, 다수의 화소 외부에 있는 소수성 층의 에지(edges)는 제조 공정 동안 물 침투로부터 보호받을 수 있다.

소형 디스플레이 디바이스에 특히 적합한 특정 실시예에서, 낮은 소수성을 띄는 제2 구역은 완전히 제1 구역 외부에 있어서, 벽 물질 층에 접착력이 증가된 구역을 제공한다. 제2 구역은 벽 물질 층을 지지판에 접착하여 벽 제조기간 동안 분리되는 것을 방지한다. 층의 패턴화 후, 층은 바람직하게는 제 2 구역의 적어도 일부를 여전히 커버 한다. 특정 실시예에서, 제2 구역은 제 1 구역을 둘러쌀 수 있다.

제조하는 동안 제1 구역은 제1 구역을 마스크로 커버 함으로써 소수성을 낮추는 작용으로부터 차단될 수 있다.

상기 실시예의 변형예로서, 제2 구역은 부분적으로 제1 구역 외부에 있고 부분적으로 제1 구역 내에 있다. 지지판에 대한 벽 물질 층의 접착력은 다수의 화소가 위치하는 제1 구역 외부의 구역과 제1 구역 내부의 구역의 소수성을 낮춤으로써 개선될 수 있다. 제1 구역 내부의 구역은 바람직하게는 벽의 크기와 실질적으로 중복하는 크기를 갖는데 즉, 구역의 폭은 벽의 폭과 실질적으로 동일하고 구역의 길이는 하나의 화소의 길이보다 짧거나 하나 이상의 화소의 길이와 동일할 수 있다. 특정 실시예에서, 제2 구역은 다수의 화소를 둘러싸는 구역과 제1 구역에서 격자무늬나 직사각형을 형성할 수 있는 하나 또는 그 이상의 선과의 결합부이다.

특정 실시예에서, 제2 구역은 제1 구역 내에 있다. 이 실시예에서, 제2 구역은 화소 사이의 구역 즉, 벽이 만들어지는 구역과 일치한다. 제2 구역은 실질적으로 벽의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 제2 구역은 격자무늬나 하나 또는 그 이상의 직사각형을 형성할 수 있는 일련의 선의 형태를 가질 수 있다. 또 다른 특정 실시예에서, 제2 구역은 모든 화소를 둘러싼다. 그렇게 하여 벽을 지지판에 접착하는 접착력이 향상된다.

제2 구역이 디스플레이 영역에서 개시 구역을 형성할 때, 개시 구역과 벽 물질에 대한 접착력이 향상된 구역은 동일한 공정 단계에서 제조될 수 있다. 상기 방법의 특정 실시예에서, 실질적으로 모든 디스플레이 영역이 그러한 개시 구역을 갖는다. 개시 구역은 전기장을 인가할 때 제1 유체가 바람직하게 이동을 시작하여 개시 지점으로 작용하는 디스플레이 영역에 있는 구역이며, 그러한 개시 구역은 더 낮은 소수성을 갖은 작은 구역일 수 있다. 개시 구역은 바람직하게는 화소의 디스플레이 영역의 10% 미만이다. 개시 구역은 디스플레이 영역 어디에서나 배치될 수 있고 정사각형, 직사각형 또는 4분의 1원과 같은 임의의 다른 모양을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 개시 구역은 픽셀 벽 바로 옆에 배치될 수 있다. 다른 양호한 실시예에서, 개시 구역은 디스플레이 영역의 모서리에 배치된다. 개시 지점의 광학적 효과는 예를 들면 블랙 매트릭스(black matrix)를 사용하여 최소화 또는 제거될 수 있다.

상기 방법은 유리하게는 반응 이온 에칭, 플라즈마 처리, UV 오존 처리 또는 화학 처리를 포함하는, 소수성을 낮추는 단계를 포함할 수 있다. 표면의 소수성은 접착력 촉진제를 도포함으로써 국부적으로 낮출 수 있다.

소수성을 낮추는 것은 국부 반응 이온 에칭(local reactive ion etching) 또는 국부 플라즈마 처리(local plasma treatment)와 같이 통제 가능한 정도로 도포하는 방법을 이용하여 실행될 수 있다. 다르게는, 패턴화 층은 처리되지 말아야 하는 구역을 차단하는데 사용될 수 있다. 제2 구역이 적어도 부분적으로 제1 구역 내에 있고 실질적으로 벽의 크기를 갖는 방법의 양호한 실시예에서, 제2 구역의 외부의 제1 구역의 일부는 소수성 층의 소수성을 낮추는 것을 방지하는 패턴화 층에 의해 커버 된다. 상기 방법의 이러한 특정 실시예에서, 패턴화 층은 디스플레이 영역에 대응하는 소수성 층의 일부를 커버 한다. 소수성을 낮추는 작용은 따라서 벽이 도포 될 구역에만 영향을 미칠 것이다.

패턴화 층은 포토리소그래픽 공정을 이용하여 만들어질 수 있다.

벽은 소수성 층에 벽 물질 층을 증착하여 형성될 수 있다.

벽 층은 마스크를 통해서 또는 포토리소그래픽 공정에 의해 소수성 층에 벽 층 물질을 증착하여 패턴화될 수 있다.

상기 방법의 특정 실시예에서, 제2 구역은 디스플레이 영역을 둘러싸고, 제2 구역 위에 벽을 형성하는 단계는 자가 조립 공정에 의해 이루어진다. 벽 물질은 디스플레이 영역과 제2 구역 사이에 강한 화학적 콘트라스트(contrast)를 갖는 제1 구역에서 습식 처리되고, 습식 벽 물질의 특성(즉, 점성, 표면 장력, 끓는점)은 습식 층을 도포한 후 벽 물질이 자연스럽게 제2 구역에는 증착되고 디스플레이 영역에는 증착되지 않도록 선택된다. 벽 물질은 용제가 증발한 후 고체 벽(solid wall)이 되는 용액(solution) 또는 분산액(dispersion)일 수 있다. 습식 층은 기판을 용액 또는 분산액에 담그거나 또는 바 코팅(bar coating), 스핀 코팅(spin coating) 또는 슬릿 코팅(slit coating)을 포함하는 많은 방식으로 도포될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되는, 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 상기 디스플레이 디바이스는 소수성을 갖는 소수성 층에 의해 커버 되는 지지판을 포함하고, 상기 벽은 상기 소수성 층 위에 배열된 패턴화 벽 층의 일부이며, 상기 벽 층이 배열되는 구역에서 소수성은 높은 값과 낮은 값 사이에서 변한다. 소수성 층의 소수성은 벽 층의 아래에 있는 특정 위치에서 즉, 제2 구역에서 낮추어 져서, 벽 물질과 소수성 층 사이의 접착력을 향상시킨다. 패턴화 벽 층 아래의 다른 위치에서 소수성은 디스플레이 영역에서와 유사한 높은 값을 갖는다. 소수성을 국부적으로 낮추면, 소수성 층에 대한 벽의 접착력 향상을 이룬다. 벽 물질의 양호한 접착력은 벽 층에 의해 커버 되는 전체 구역의 소수성을 낮추지 않고서도 이룰 수 있는 것으로 보인다.

본 발명의 또 다른 양태는 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되는 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 상기 디스플레이 디바이스는 소수성을 갖는 소수성 층에 의해 커버 되는 지지판을 포함하고, 상기 벽은 상기 소수성 층 위에 배열된 패턴화 벽 층의 일부이며, 상기 디스플레이 영역은 개시 구역을 포함하고, 상기 소수성은 개시 구역 외부의 디스플레이 영역의 구역에서 높은 값을 가지며 상기 개시 구역에서와 상기 디스플레이 영역 사이의 구역에서 낮은 값을 갖는다.

불소 중합체 AF1600의 소수성 층의 경우 높은 소수성의 대표적인 값은 물과 공기의 경계면의 후진 접촉 각(receding contact angle)이 110°를 초과하고, 바람직하게는 110°에서 125°까지의 범위에 있고; 낮은 소수성의 경우 70° 미만이고, 바람직게는 30°와 70° 사이이다.

본 발명의 추가적인 특성과 장점은 단지 예를 들어 제시되고 첨부 도면을 참조하여 이루어지는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음의 설명에 의해 명백해질 것이다.

도 1은 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 화소에 대한 개략적 단면도;
도 2는 디스플레이 디바이스의 지지판의 표면에 대한 개략도;
도 3은 지지판의 표면의 다른 실시예를 도시한 도면;
도 4는 지지판의 표면의 또 다른 실시예를 도시한 도면; 및
도 5는 표면상의 벽에 대한 단면도를 도시한다.

도 1은 전기 습윤 디스플레이 디바이스(1)의 개략적 단면도를 도시한다. 디스플레이 디바이스는 다수의 화소(2)를 포함하며, 화소 중 하나가 도면에 도시된다. 화소의 측면 크기는 두 점선(3, 4)으로 도면에 표시된다. 화소는 제1 지지판(5)과 제2 지지판(6)을 포함한다. 지지판은 각각의 화소의 분리된 부분일 수 있지만, 지지판은 바람직하게는 다수의 화소가 공통으로 공유한다. 지지판은 유리 또는 중합체 기판을 포함할 수 있고 휘지 않을 수도 있고 휠 수도 있다.

디스플레이 디바이스는 디스플레이 디바이스에 의해 형성된 이미지나 디스플레이가 보이는 뷰잉(viewing) 면(8)과 배면(9)을 구비한다. 도면에서 제1 지지판(5)은 배면에 면하고 있고, 제2 지지판(6)은 뷰잉 면에 면하고 있으며, 그렇지 않으면 제1 지지판이 뷰잉 면에 면할 수도 있다. 디스플레이 디바이스는 반사형, 투과형 또는 반투과형일 수 있다. 디스플레이 디바이스는 이미지가 세그먼트로 만들어질 수 있는 세그먼트화 디스플레이형으로 이루어질 수 있으며, 각각의 세그먼트는 여러 개의 화소를 포함한다. 디스플레이 디바이스는 액티브 매트릭스 구동형 디스플레이 방식 또는 패시브 구동형 디스플레이 디바이스일 수 있다. 다수의 화소는 단색일 수 있다. 칼라 디스플레이 디바이스의 경우, 화소는 각각의 그룹이 다른 색을 갖는 그룹으로 나누어지거나, 그렇지 않으면 개개의 화소가 다른 색을 보일 수 있다.

지지판 사이의 공간(10)은 두 가지 유체 즉, 제1 유체(11)와 제2 유체(12)로 채워진다. 제2 유체는 제1 유체와 혼합되지 않는다. 제2 유체는 전기 전도성 또는 극성을 띄며, 물이거나 물과 에틸 알콜의 혼합물 내의 염화 칼슘 용액과 같은 염용액일 수 있다. 제2 유체는 바람직하게는 투명하지만, 색을 띄거나 백색이거나, 흡수성이거나 반사성일 수 있다. 제1 유체는 전기적으로 비전도성이고, 예를 들면 알칸류 헥사데칸(alkane like hexadecane) 또는 (실리콘) 오일일 수 있다.

제1 유체는 적어도 일부의 광학 스펙트럼을 흡수한다. 제1 유체는 적어도 일부의 광학 스펙트럼을 투과시켜 칼라 필터를 형성할 수 있다. 이러한 목적으로 제1 유체는 색소 입자나 염료를 첨가하여 채색될 수 있다. 그렇지 않으면 제1 유체는 흑색 즉, 실질적으로 모든 부분의 광학 스펙트럼을 흡수하거나, 또는 반사성일 수 있다. 반사 층은 전체 가시 스펙트럼을 반사하여 층이 백색을 띄게 하거나 또는 일부를 반사하여 층이 색을 갖게 할 수 있다.

소수성 층(13)은 지지판(5) 위에 배열된다. 소수성 층은 투과 또는 반사할 수 있다. 상기 층은 도면에 도시된 다수의 화소(2) 너머로 연장되는 방해받지 않는 층이다. 소수성 층은 AF1600과 같은 비결정 불소 중합체 층 또는 다른 낮은 표면 에너지 중합체일 수 있다. 제1 유체가 제 2 유체보다 소수성 층의 표면에 대해 더 높은 습윤성을 가지므로, 소수성 특성은 제1 유체가 제1 지지판(5)에 우선적으로 접착하게 한다. 습윤성은 고체의 표면에 대해 유체의 상대적 친화력과 관련이 있다.

각각의 화소(2)는 지지판(5) 위에 배열된 전극(14)을 포함한다. 전극(14)은 소수성 층(13)일 수 있는 절연 커버 층에 의해 유체로부터 분리된다. 다른 층은 소수성 층과 전극 사이에 배열될 수 있다. 다른 층은 소수성 층과 전극 사이에 배열될 수 있다. 전극(14)은 임의의 원하는 모양이나 형태로 이루어질 수 있다. 전극(14)은 도면에 개략적으로 표시된 신호 선(15)에 의해 전압 신호를 공급받는다. 제2의 신호 선(16)은 전도성 제2 유체(12)와 접촉하는 전극에 접속된다. 이 전극은 모든 화소가 벽으로 차단되지 않은 제2 유체에 의해 유동적으로 서로 접속되고 제2 유체를 공유할 때 모든 화소에 대해 공통일 수 있다. 화소(2)는 신호 선(15)과 신호 선(16) 사이에 인가된 전압 V에 의해 제어될 수 있다. 지지판(5) 위의 전극(14)은 각각 디스플레이 구동 시스템에 결합된다. 매트릭스 형태로 배열된 화소를 갖춘 디스플레이 디바이스에서 전극은 제1 지지판 위에 인쇄된 제어 선의 매트릭스에 결합 될 수 있다.

제1 유체(11)는 화소의 단면을 따르는 벽(17)에 의해 한 화소로 한정된다. 벽이 지지판(5)에서 돌출하는 구조로 도시되어 있으나, 소수성 층과 같은 제1 유체가 스며들지 않게 하는 지지판 위의 표면 층일 수도 있다. 벽은 제1 지지판에서 제2 지지판까지 연장될 수 있으나, 부분적으로 제1 지지판에서 제2 지지판까지 연장될 수도 있다. 점선(3, 4)으로 표시된 화소의 크기는 벽(17)의 중심에 의해 한정된다. 점선(18, 19)으로 표시된 화소의 벽 사이의 구역은 디스플레이 효과가 발생하는 디스플레이 영역(20)이라 칭한다.

전극 사이에 전압이 인가되지 않을 때, 제1 유체(11)는 도면에 도시된 바와 같이 벽들(17) 사이에 층을 형성한다. 전압을 인가하면 예를 들면 도면에서 점선(21)으로 도시된 바와 같이 제1 유체는 벽 가까이 수축할 것이다. 제1 유체의 제어 가능한 모양은 화소를 광 밸브로 작동시키는데 사용되어, 디스플레이 영역(20) 위에 디스플레이 효과를 제공한다.

도 2는 도 1의 선 A-A을 따라 지지판(5)의 표면의 개략도를 도시한다. 도면은 5개의 인접 화소(2)의 디스플레이 영역(20)을 매트릭스 형상으로 도시한다. 디스플레이 위에 이미지를 형성하는 다수의 디스플레이 영역은 소위 디스플레이 구역이라고도 칭하는 지지판의 제1 구역(25)을 커버한다. 벽(17)은 디스플레이 영역(20)의 둘레의 구역에 배열된다.

디스플레이의 화소에 관한 보다 상세한 설명은 특히, 국제 특허 출원 제 WO 03071346호에 개시되어 있다.

디스플레이 디바이스를 제조하는 동안, 지지판(5)에는 각각의 화소에 대해 전극(14)이 설치된다. 다르게는, 화소는 하나 이상의 전극을 구비할 수 있다. 액티브 매트릭스형 디스플레이 디바이스는 지지판(5) 위에 배열되어 전기 접속부, 트랜지스터, 커패시터 및 상기 전극(14)을 형성하는 다수의 층을 구비할 수 있다.

다음 단계에서, 소수성 층(13)은 예를 들면 플렉소 인쇄(flexoprinting), 스핀 코팅 또는 딥 코팅과 같은 습식 코팅 공정에 의해 전극(14)에 도포된다. 상기 층은 제1 유체(11)와 접촉하고 유체의 구성에 따라서 제2 유체와 접촉하는 소수성 표면(26)을 제공한다. 소수성 층(13)은 다수의 화소의 제1 구역(25)을 커버 하고 도 2에 도시된 바와 같이 제1 구역 외부로 연장될 수 있다. 도면에 도시되지 않은 밴드의 형태의 보호층은 소수성 층(13)의 에지에 도포 되어, 소수성 층의 분리의 원인이 될 수도 있는 소수성 층 사이의 물 침투를 방지할 수 있다. 박리를 방지하는 또 다른 방법은 다음과 같은 순서의 공정 단계 즉, 먼저, 예를 들면 스핀 코팅에 의해 소수성 층으로 기판을 완전히 커버 하고, 그 다음, 국부적 표면 변형 단계를 수행하며, 최종 단계로서 접촉 구역과 같은 제1 구역 외부의 특정 위치에서와 기판이 여러 개의 디스플레이 디바이스를 포함할 때 디스플레이 디바이스의 제1 구역 사이의 위치에서 불소 중합체를 완전히 제거하는 단계를 이용하는 것이다. 접촉 구역은 디스플레이 디바이스가 예를 들면 상호 접속 포일, TCP 또는 지지판(5)에 직접 결합 되는 구동기 IC를 통하여 구동기 전극에 접속된다.

소수성 층(13)에 벽(17)을 도포하기 전에, 소수성 층의 표면(26)은 그 소수성을 국부적으로 낮추도록 처리되어, 벽 물질과 표면 사이의 접착력을 향상시킨다. 처리는 제1 구역(25) 외부에 위치한 소수성 층(13)의 제2 구역(27)에서 수행될 수 있다. 제2 구역(27)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 구역(25)을 둘러쌀 수 있다. 그렇지 않으면, 제2 구역은 제1 구역(25) 외부에 위치해 있는 여러 개의 분리된 구역을 포함한다.

도 2에서 디스플레이 영역(22)은 개시 구역(23)이 디스플레이 영역의 모서리 중 하나에 배열되는 디스플레이 디바이스의 특정 실시예를 도시한다. 이러한 개시 구역의 소수성은 벽 물질 접착력 개선을 위한 구역과 함께 낮추어진다. 개시 구역은 디스플레이 영역 내에 위치하고, 제1 유체는 전압이 전극에 인가될 때 바람직하게 이 구역에서 이동하기 시작한다. 개시 구역의 소수성이 매우 낮을 때, 제1 유체는 전압이 인가되지 않을 때와 전압이 인가될 때 모두 이 구역으로부터 배출될 수 있다.

도 3은 소수성이 낮추어진 제2 구역의 다른 배열을 도시한다. 제2 구역은 제1 구역(25) 내에서 하나 이상의 직사각형(28)으로 형성된다. 제2 구역은 구역(27)을 포함할 수도 있다. 각각의 직사각형은 직사각형의 한 모서리에 대해 도면에 개략적으로 표시된 바와 같이 화소(20) 사이에 위치해 있는 4개의 직선을 포함한다. 선의 폭은 바람직하게는 벽(17)의 폭 즉, 인접 디스플레이 영역(20) 사이의 구역의 폭과 같거나 작다. 벽의 폭은 일반적으로 20마이크로미터 미만이고 대표적으로 5마이크로미터와 12마이크로미터 사이이다. 선의 폭은 바람직하게는 5마이크로미터를 초과한다. 선의 폭은 벽의 폭을 초과하여, 디스플레이 영역의 구역의 10% 미만을 커버 한다. 그러나, 이 폭은 바람직하게는 벽의 폭과 같거나 2 또는 3 미크론 작다. 위와 같은 선과 폭의 크기는 제2 구역이 적어도 부분적으로 제1 구역 내에 있는 본 발명의 모든 실시예에 적용된다. 디스플레이 영역이 도면에 표시되어 있지만, 디스플레이 영역을 한정하는 벽이 지지판에 아직 도포 되지 않았기 때문에 공정의 이 단계에서 디스플레이 영역은 아직 존재하지 않는다.

도 4는 제1 구역(25) 위에서 격자무늬를 형성하는 다수의 수직선(29) 및 수평선(30)을 포함하는 제2 구역의 일 실시예를 도시한다. 선은 화소 사이에 위치해 있고 도 3에 있는 선의 폭과 비슷한 폭을 갖는다. 특정 실시예에서 제2 구역은 디스플레이 디바이스의 모든 화소를 둘러싸는 수직선과 수평선을 포함한다. 도 3과 도 4에서 선은 파선 또는 점선의 형태를 가질 수도 있다. 도 3과 도 4에서 선은 균등하게 이격될 수 있으나 반드시 그럴 필요는 없고, 수평선이나 수직선을 이용할 수 있다. 제2 구역은 상기 실시예에서 구역(27)을 포함할 수 있다.

제2 구역에서 소수성을 낮추는 것은 예를 들면, 반응 이온 에칭, 플라즈마 처리, UV 오존 처리 또는 화학적 처리에 의해 국부적으로 표면(26)을 처리하여 수행될 수 있다. 표면의 소수성은 접착력 촉진제를 도포함으로써 국부적으로 감소시킬 수도 있다.

이러한 기술 중 몇 가지는 예를 들면 반응 이온 에칭이나 국부 플라즈마 처리에서 소량의 소스를 이용하여 국부 처리를 허용하기에 충분한 해법을 가진다. 이는 도 2에 도시된 바와 같은 제2 구역(27)에 특히 적합하다. 처리의 적용 범위가 비교적 광범위할 때, 처리되지 말아야 할 표면(26)의 일부는 마스크로 커버 될 수 있다. 도 2에서 마스크는 화소가 배치되는 제1 구역(25)을 가릴 수 있다.

국부 처리는 처리에 대비하여 소수성 층을 보호하는 층을 소수성 층(13) 위에 도포하고, 예를 들면 공지된 포토리소그래피 기술을 이용하여 층을 패턴화하여 처리되어야 할 표면(26)의 구역을 노출함으로써 이루어질 수도 있다. 이러한 목적으로, 스피닝(spinning) 또는 다른 습식 증착 기술이나 건식 광 반응 물질의 도포를 이용하여 포토 래커(photo-lacquer)가 표면에 도포 된다. 노출 후, 래커 물질은 습식 또는 건식 에칭에 의해 제2 구역에서 제거된다. 소수성 층은 상기 처리 중 적어도 하나를 사용하여 제2 구역에서 변경될 수 있다. 제2 구역 위에서 표면에 접착하는 벽의 접착력은 예를 들면, 반응 이온 에칭과 접착력 촉진제의 도포와 같은 두 가지 처리를 적용하여 더 개선될 수 있다. 접착력 촉진제는 래커의 상단을 포함하여, 소수성 층의 전체 표면(26) 위에 도포 될 수 있다. 리소그래피 공정의 끝에서 래커가 제거된다. 제거는 또한 제2 구역 외부의 구역에서 모든 접착력 촉진제를 제거할 것이다.

소수성 층(13)의 표면(26)의 국부적 처리 후, 표면은 도 5에 도시된 바와 같이, 소수성이 낮추어진 제2 구역(30)과, 소수성 층이 기판에 도포 되었을 때처럼 본래의 표면을 갖는 이웃 구역(31)을 구비할 것이다. 벽(17)은 이제 지지판에 도포 될 것이다. 벽(17)은 표면의 국부 처리에서 사용된 보호층에 적용된 기술과 유사한 엠보싱, 프린팅 또는 포토리소그래픽 기술을 포함할 수 있는 공지된 기술을 이용하여 도포 될 수 있다. 예를 들면, J. Micromech. Microeng. 19, 065029 (2009)에서의 K. Zhou 등에 의한 논문을 참조하라. 디스플레이 구역 사이의 선이 도 3 또는 도 4의 실시예에서와 같이 처리되었을 때 또는 제2 구역이 각각의 화소를 둘러쌀 때, 도 5에 도시된 바와 같이 처리된 구역(30) 위에 벽(17)의 포지셔닝(positioning)을 달성하기 위하여 벽의 패터닝(pattening)은 처리시의 패터닝에 맞추어 정렬되어야 한다. 어떤 사소한 미스얼라인먼트(misalignment)라도 벽이 제2 구역 외부에 배열될 때 벽의 접착력을 작게 낮출 수 있고, 디스플레이 영역에서 처리된 표면의 결합으로 이어져, 디스플레이의 수명 감축으로 이어질 수 있다. 그러나, 소수성 층이 벽 아래에서 차단되지 않기 때문에, 제 US 2009/0168144 A1호의 종래 기술의 디스플레이 디바이스에서와 같은 단락 회로의 위험은 존재하지 않는다.

벽은 자가 조립에 의해 제2 구역(30)에서 표면(26)에 도포 될 수도 있다. 표면은 바람직하게는 낮은 소수성의 제2 구역이 모든 디스플레이 영역을 둘러싸도록 처리된다. 제2 구역과 벽 물질 사이의 화학적 콘트라스트는 예를 들면 상기 처리 중 두 가지 처리를 적용하거나 이들 처리 중 더 강한 버전의 한 가지 처리를 이용함으로써 가능한 한 높아야 한다. 디스플레이 영역과 제2 구역 사이의 이와 같이 강한 화학적 콘트라스트는 습식 벽 물질의 특정 특성(즉, 낮은 점성, 높은 표면 장력, 높은 끓는점)과 결합 되어야 한다. 이러한 특성은 습식 층을 도포한 후 물질이 제2 구역으로 동시에 이동하여 디스플레이 영역으로부터 자신을 제거하도록 선택된다. 용제의 선택은 중요하고, 바람직하게는 예를 들면 KOH 또는 물과 같은 수액이다. 사용된 벽 물질은 용액이거나 분산액일 수 있다. 색소 입자나, 카본 블랙(carbon black)이나, TiO나, 또는 SU-8 및 다른 포토 래커와 같은 분자 물질을 포함하여 많은 벽 물질이 사용될 수 있다. 이들 물질은 예를 들면, 배출 또는 증발에 의해 제거된 후 고체 벽(17)이 될 것이다. 습식 층의 도포는 기판을 용액 또는 분산액에 담그거나, 또는 바 코팅, 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅을 포함하는 여러 가지 방식으로 이루어질 수 있다.

지지판(5)에 벽 구조체가 설치될 때, 디스플레이 디바이스는 화소를 제1 유체와 제2 유체로 채우고, 제1 지지판과 제2 지지판을 조립하며, 구멍을 두 지지판 사이로 밀봉함으로써 완성될 수 있다. 전극 상의 전압 제어 회로는 제1 지지판 위에 배열될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 제1 지지판 상의 회로에 접속된 디스플레이 구동 시스템을 포함하는 디스플레이 장치의 일부일 수 있다.

상기 실시예는 본 발명의 실례로서 이해되어야 한다. 본 발명의 다른 실시예 예를 들면, 디스플레이 외의 다른 전기 습윤 디바이스를 제조하는 방법의 이용이 예상된다. 임의의 한 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특성은 단독으로 또는 설명된 다른 특성과 결합하여 이용될 수 있고, 임의의 다른 실시예 또는 임의의 다른 실시예의 임의의 결합의 하나 이상의 특성과 결합하여 이용될 수도 있다. 더 나아가, 위에 설명되지 않은 동등한 예와 변형 예가 첨부된 특허 청구 범위에서 한정하는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 이용될 수도 있다.

Claims (15)

1. 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법으로서, 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되고, 다수의 화소가 지지판의 제1 구역을 커버 하며, 상기 방법은
   적어도 상기 제1 구역을 커버 하는 소수성 층을 도포하는 단계와,
   실질적으로 상기 디스플레이 영역 외부의 제2 구역 위의 소수성 층의 소수성을 낮추는 단계와,
   상기 제1 구역 위의 상기 소수성 층 상에 상기 벽을 형성하는 단계
   를 포함하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 구역은 상기 제1 구역의 외부에 있는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 구역은 부분적으로 상기 제1 구역의 외부에 있고, 부분적으로 상기 제1 구역의 내에 있는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 구역은 상기 제1 구역 내에 있는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 구역은 상기 디스플레이 영역 내에 개시 구역을 형성하는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 소수성을 낮추는 단계는 반응 이온 에칭, 플라즈마 처리, UV 오존 처리 또는 화학 처리를 포함하는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 소수성 층에 대한 상기 벽 물질의 접착력을 향상시키기 위해 접착력 촉진제를 증착하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제2 구역은 적어도 부분적으로 상기 제1 구역 내에 있고, 실질적으로 상기 벽의 크기를 가지며, 상기 제2 구역 외부의 상기 제1 구역의 부분은 상기 소수성 층의 소수성을 낮추는 것을 방지하는 패턴화 층에 의해 커버 되는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 패턴화 층은 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성되는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벽은 상기 소수성 층 위에 벽 층을 증착하여 형성되는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 벽 층은 마스크를 통하여 벽 층 물질을 증착함으로써 또는 상기 소수성 층 위에 포토리소스래피 공정에 의해 패턴화 되는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 구역은 상기 디스플레이 영역을 둘러싸고, 상기 제2 구역 위에 상기 벽을 형성하는 단계는 벽 물질이 도포 후 상기 제2 구역 위에 자연스럽게 자체 위치 결정하는 상기 벽 물질의 습식 공정을 포함하는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
13. 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스로서, 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되며, 상기 디스플레이 디바이스는
    소수성을 갖는 소수성 층에 의해 커버 되는 지지판을 포함하고, 상기 벽은 상기 소수성 층 위에 배열된 패턴화 벽 층의 일부이며, 상기 벽 층이 배열되는 구역에서 소수성은 높은 값과 낮은 값 사이에서 변하는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 다수의 화소는 지지판의 제1 구역을 커버 하고, 상기 소수성 층의 소수성은 상기 제1 구역 외부의 지지층의 제2 구역에서 낮은 값을 갖는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스.
15. 다수의 화소를 구비하는 전기 습윤 디스플레이 디바이스로서, 각각의 화소가 디스플레이 영역을 둘러싸는 벽으로 한정되며, 상기 디스플레이 디바이스는
    소수성을 갖는 소수성 층에 의해 커버 되는 지지판을 포함하고, 상기 벽은 상기 소수성 층 위에 배열된 패턴화 벽 층의 일부이며, 상기 디스플레이 영역은 개시 구역을 포함하고, 상기 소수성은 상기 개시 구역 외부의 디스플레이 영역의 구역에서 높은 값을 가지며 상기 개시 구역에서 및 상기 디스플레이 영역들 사이의 구역에서 낮은 값을 갖는, 전기 습윤 디스플레이 디바이스.
    

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