KR20140089776A - 디스펜싱 가능한 전기 영동 유체를 포함하는 광 제어기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

광 제어기는 제1 전극 패턴을 갖는 투명 하부 기판; 투명 전극을 갖는 투명 상부 기판; 투명 하부 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역; 복수의 분할된 영역 내에, 제1 전극 패턴과 투명 전극 사이의, 적어도 5wt%인 대전 입자를 포함하는 매체; 및 제1 기판과 제2 기판에 합착되고, 복수의 분할된 영역을 둘러싸는 시일(seal)을 포함한다.

Description

디스펜싱 가능한 전기 영동 유체를 포함하는 광 제어기 및 그 제조 방법{OPTICAL CONTROLLER CONTAINING DISPENSABLE ELECTROPHORETIC FLUID AND METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 광 제어기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 영동 유체를 포함하는 광 제어기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들이 구성들의 폭넓은 범위에 적합하나 파티션 구조를 갖는 전기 영동 디스플레이 디바이스에 특히 적합하다.
일반적으로, 전기 영동 유체는 투명 절연 유체 또는 유색의 투과성의 절연 유체에 디스퍼싱된(dispersed) 피그먼트(pigment) 입자를 가진다. 피그먼트 입자 각각은 영구적 전하를 가진다. 전기 영동 디바이스는 통상적으로 일정 간격으로 떨어진(spaced-apart) 플레이트(plate) 상의 전극들 사이의 전기 영동 유체를 포함한다. 전극 중 하나는 일반적으로 투명하다. 다른 전극은 투명 전극 보다 좁은 폭을 가질 수도 있으며, 하부 기판 상에 배치될 수도 있다. 두 전극에 전압이 인가되는 경우, 피그먼트 입자들은 피그먼트 입자의 전하와 반대 극성인 전극에 모인다. 피그먼트 입자들은 일반적으로 보다 좁은 폭의 전극에, 또는 얕은 리저버(reservoir)의 하단에 모인다. 따라서, 전기 영동 디바이스를 통과하는 유색광은 광이 통과하는 절연성 유체의 색이 된다. 그 후, 전극 상에서 전압 극성의 전환은, 유체의 색이 피그먼트 입자의 색으로 되도록, 입자를 절연성 유체로 다시 디스펄싱되게 한다.
전기 영동 디스플레이는, 독립적으로 혹은 픽셀 그룹으로 사용되는 광 제어기로서 동작하는 수천개의 전기 영동 디바이스를 포함할 수 있는 평면 패널 디스플레이 디바이스이다. 전기 영동 디바이스 각각은, 전기 영동 디바이스 각각이 전기 영동 디바이스의 전극 상의 전압에 대응하여 동일한 퍼포먼스를 갖도록, 동일한 양의 피그먼트 입자와 절연성 유체를 가져야 한다. 피그먼트 입자가 유체 내에 있으므로, 피그먼트 입자는 중력에 의해 디스플레이 내에서 바람직하지 않게 이동될 수 있으며, 일부 전기 영동 디바이스는 디스플레이 내에서 다른 전기 영동 디바이스 보다 상당히 많은 피그먼트 입자를 가질 수 있다. 디스플레이 내에서 피그먼트 입자의 침전과 같은 바람직하지 않은 움직임을 방지하기 위해, 파티션(partition)은, 하나 이상의 전기 영동 디바이스에 대한 전기 영동 유체를 포함하는 셀들로 디스플레이를 분할한다. 그러나, 파티션 구조를 갖는 전기 영동 디스플레이를 형성하는 것에는 어려움이 따른다.
도 1은 종래 기술에 따라, 지속적으로 전기 영동 유체와 실란트(sealant)를 디스펄싱함으로써, 전기 영동 디스플레이를 형성하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이를 형성하는 방법(1)은 하부 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계(2)를 포함한다. 그 후, 방법(1)은 하부 기판 상에 복수의 분할된 영역을 형성함으로써 계속된다. 다음으로, 전기 영동 유체는 분할된 영역에 지속적으로 디스펜싱(dispensing) 된다(4).
도 2a는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하기 전에 전기 영동 유체를 지속적으로 디스펄싱시키는 장치 및 방법을 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 하부 전극(11)은 하부 기판(10) 상에 형성된다. 하부 기판(10)은 파티션(12)으로 영역이 나눠진다. 전기 영동 유체 디스펜서(13; dispenser)는 D 방향으로 이동하며, 파티션(12)과 파티션(12)들 사이의 하부 기판 위에 전기 영동 유체(14)를 지속적으로 디스펜싱한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 방법(1)은 실링층을 전기 영동 유체(5) 위에 지속적으로 디스펜싱하는 단계를 포함한다. 그 후 실링층은 전기 영동 유체(6) 상에서 경화된다. 경화되는 단계는 자외선을 이용하여 이루어질 수 있다.
도 2b는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하기 전에, 실란트를 지속적으로 디스펄싱하는 장치 및 방법을 도시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 실링 디스펜서(15)는 D 방향으로 이동하며, 전기 영동 유체(14) 위에 실링층(16)을 지속적으로 디스펜싱한다. 실링층(16)은 파티션(12)들 사이의 전기 영동 유체(14) 상에 있으며, 파티션(12)들 상단의 전기 영동 유체 상에도 있다. 실링층(16)은 파티션(12)들 사이의 전기 영동 유체(14)를 실링하고, 전기 영동 유체(14)의 절연성 유체 및 피그먼트 입자 모두의 이동을 방지한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 방법(1)은 상부 기판 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다(7). 상부 전극은 스퍼터(sputter)로 적층된 ITO(Indium Tin Oxide) 일 수 있다. 다음으로, 방법(1)은 상부 기판 상에 접착층을 형성하는 단계를 포함한다(8). 접착층은 적용된 양면 접착제일 수 있으며, 또는 스프레이된 접착제일 수 있다. 상부 기판과 하부 기판이 형성된 후, 방법(1)은 상부 기판과 하부 기판을 함께 합착하도록, 상부 기판의 접착층을 하부 기판의 경화된 실링층 위로 이동시키는 단계를 포함한다(9).
도 2c는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하는 단계의 단면도를 도시한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 상부 전극(18)은 상부 기판(17) 상에 형성된다. 상부 기판(17)은 투명하다. 접착층(19)은 상부 전극(18) 상에 제공된다. 접착층(19)을 이용하여 상부 기판(17)과 하부 기판(10)이 함께 합착되도록, 접착층(19)은 경화된 실링층(16) 위에서 하강하도록 위치된다.
도 2d는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이의 단면도를 도시한다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이를 위한 파티션(12)들 사이에 분할된 영역은 전기 영동 유체(14)로 균일하게 채워지지 않을 수도 있다. 파티션들 사이에 다양한 크기의 공기 갭에 의한 비균일성은 전기 영동 디스플레이 디바이스의 픽셀 어레이(array)에서 퍼포먼스의 변화를 야기할 수 있다. 전기 영동 유체 상에서 실란트의 자외선 경화는 실링층과 피그먼트 입자들 사이의 화학 반응을 야기할 수 있으며, 이는 전기 영동 디스플레이 디바이스에서 픽셀 어레이 중 전기 영동을 위한 피그먼트 입자들의 개별적인 퍼포먼스 특성을 무작위로 저하시킨다. 나아가, 파티션 상단의 전기 영동 유체와 함께 있는 실링층의 존재는 실링층과 전기 영동 유체의 다양한 두께 조합에 의해 디스플레이 상에서 점결함(point defect)이 발생하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 디스펜싱 가능한 전기 영동 유체, 및 관련된 분야에서의 한계 및 불이익에 의한 하나 이상의 문제들을 실질적으로 제거하도록 하는, 디스펜싱 가능한 전기 영동 유체를 디스펄싱(dispersing)하는 방법을 가르친다.
본 발명의 실시예들의 목적은 광 제어기의 분할된 영역들 전반에 전기 영동 유체를 균일하게 디스퍼싱하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은 실란트(sealant)와 광 제어기의 전기 영동 유체가 섞이는 것을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은 광 제어기의 분할된 영역에서 공기를 제거하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은 광 제어기의 분할된 영역을 전기 영동 물질로 채우기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 추가적인 구성들과 이점들은 이어지는 상세한 설명에서 개시될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 또는 본 발명의 실시예들의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 실시예들의 목적들과 다른 이점들은 본 명세서에 기재된 상세한 설명과 청구범위와 첨부된 도면들에 자세히 설명된 구조에 의해 인식되고 얻어질 것이다.
목적들과 다른 이점들을 이루고, 본 발명의 실시예들의 목적에 따라, 구현되고 폭넓게 기재된, 광 제어기는 제1 전극 패턴을 갖는 투명 하부 기판; 투명 전극을 갖는 투명 상부 기판; 투명 하부 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역; 복수의 분할된 영역 내에, 제1 전극 패턴과 투명 전극 사이의, 적어도 5wt%인 대전 입자를 포함하는 매체; 및 상부 기판과 하부 기판에 합착되고, 복수의 분할된 영역을 둘러싸는 시일(seal)을 포함한다.
다른 실시예에서, 광 제어기는 제1 전극 패턴을 갖는 하부 기판; 제2 전극 패턴을 갖는 상부 기판; 상기 하부 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역; 및 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 사이에 위치된 매체를 포함하고, 상기 매체는 40Pa 이하의 증기압을 가지며, 실질적으로 제1 극성의 대전 입자들을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 광 제어기 제조 방법은 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상에 전기 영동 유체를 디스펜싱(dispensing)하는 단계로서, 상기 유체는 5wt% 이하의 대전 입자들을 포함하는, 상기 디스펜싱하는 단계; 제2 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 챔버 내의 상기 제1 기판 상에 상기 제2 기판을 위치시키는 단계; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 서로 합착되도록, 상기 챔버에 진공을 가하는 단계를 포함한다.
전술한 일반적인 설명과 후술할 상세한 설명은 예시적이며 설명을 위한 것일 뿐이고, 청구된 바와 같은 본 발명의 실시예들의 더 자세한 설명을 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야만 한다.
본 발명의 실시예들의 보다 나은 이해를 제공하도록 본 명세서에 포함되고, 본 발명의 상세한 설명의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은, 본 발명의 실시예들을 도시하고, 본 발명의 실시예들의 원리들을 설명하도록 설명과 함께 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따라, 지속적으로 전기 영동 유체와 실란트(sealant)를 디스펄싱함으로써, 전기 영동 디스플레이를 형성하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 2a는 종래 기술에 따른, 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하기 전에 전기 영동 유체를 지속적으로 디스펄싱시키는 장치 및 방법을 도시한다.
도 2b는 종래 기술에 따른, 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하기 전에, 실란트를 지속적으로 디스펄싱하는 장치 및 방법을 도시한다.
도 2c는 종래 기술에 따른, 전기 영동 디스플레이를 위한 기판들을 합착하는 단계의 단면도를 도시한다.
도 2d는 종래 기술에 따른, 전기 영동 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 전기 영동 유체 도트(dot)를 디스펜싱함으로써 광 셔터를 형성하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상에 분할된 영역에 패터닝된 전극을 형성하는 단계의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역의 일부에 전기 영동 유체 도트를 간격을 두고 디스펜싱하는 장치를 도시한다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상의 전기 영동 유체 도트들을 도시한다.
도 7a 및 7b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상의 로(row) 전극의 I-I’선에 따른 측면도를 도시한다.
도 8a 및 8b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판의 주변부 상의 경화되지 않은 시일 라인의 II-II’ 선에 따른 측면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판과 관련하여 상부 기판을 위치시키는 단계를 도시한다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상의 상부 기판의 경화되지 않은 시일 라인을 도시한다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 진공 챔버 내에 위치된, 전기 영동 유체 도트들을 둘러싸는 시일 라인을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 도시한다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 빛으로 경화된 둘러싸는 시일 패턴을 갖는 상부 전극과 하부 전극 사이의 디스펄싱된 전기 영동 유체를 도시한다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터의 단면도를 도시한다.
도 14a 내지 14d는 하부 기판 상의 패터닝된 전극에 상부 기판 상의 패터닝된 전극의 오프셋(offset) 위치선정의 예시적인 실시예들을 도시한다.
도 15a 내지 15c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 패터닝되고 절연된 전극을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다.
도 16a 내지 16d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 베딩(bedding)층에 패턴닝된 전극을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다.
도 17a 내지 17d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 베딩층에 패터닝된 전극 상에 절연층을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다.
도 18a 내지 18d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 베딩층에 절연되고 패터닝된 전극의 단면도들을 도시한다.
도 19a 내지 19c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역에 하부 기판 상에 요철형성(uneven) 표면을 갖는 메탈 전극을 형성하는 단계들을 도시한다.
도 20a 및 20b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 요철형성 표면을 갖는 에칭된 전극을 형성하는 단계들을 도시한다.
도 21a 및 21b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 절연되고 패터닝된 평면 전극의 III-III’선에 따른 측면도를 도시한다.
도 22a 및 22b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 패터닝된 컬럼(column) 전극의 IV-IV’선에 따른 측면도를 도시한다.
도 23a 및 23b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 절연되고 패터닝된 로(row) 전극으로부터 절연된 평면 전극의 V-V’선에 따른 측면도를 도시한다
도 24는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 경화된 시일 라인을 통한 상부 기판의 상부 전극에 대한 접촉 구조를 도시한다.
도 25는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 비-절연된 상부 전극을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다.
도 26은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 절연된 상부 전극 및 배딩층에서 절연되고 패터닝된 전극을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다.
도 27은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 베딩층에서 패터닝된 전극을 덮는 절연층을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들, 첨부된 도면들에 도시된 예시들에 대해 자세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수도 있으며, 본 명세서에 기재된 실시예들로 한정되도록 해석돼서는 안될 것이다. 도리어, 본 발명의 실시예들은, 본 명세서의 개시가 빈틈없이 완전하며, 당업자에게 본 발명의 개념을 충분히 전달되도록, 제공된다. 도면들에서, 층들과 영역들의 두께는 명료함을 위해 과장된다. 도면들에서 동일한 도면 부호는 동일한 엘리먼트를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 전기 영동 유체 도트를 디스펜싱함으로써 광 셔터를 형성하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다. 본 발명에서 광 셔터는 능동 차폐막, 광 제어기, 광 제어부, 전기 셔터 장치, 액티브 차광막, 광 제어 장치, 스마트 윈도우 등과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 스마트 윈도우가 건물 외벽, 건물 유리, 차량 유리 등 외부로부터의 충격에 용이하게 노출되는 곳에 설치되는 경우, 스마트 윈도우는 충격을 쉽게 흡수하거나, 충격으로부터의 내성이 강한 엘리먼트들로 설계될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터를 형성하는 방법(100)은 하부 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계(102)를 포함한다. 다음으로, 방법(100)은 하부 기판 상에 복수의 분할된 영역을 형성(103)함으로써 계속된다. 다음으로, 전기 영동 유체의 도트들은 분할된 영역에 디스펜싱(dispensing) 된다(104). 전기 영동 유체의 도트 각각은 대전된 피그먼트 입자들을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상에 패터닝된 전극의 단면도를 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 투명 기판(120)은 전극 패턴(121)을 가진다. 단일의 전극이 도 4a에 도시되었으나, 기판(120) 상의 전극 패턴은 서로 연결되거나 각각 분리된, 상이한 형상과 크기의 복수의 전극을 포함할 수 있다. 전극 패턴(121)은 액티브 매트릭스(active matrix) 광 제어기를 위한 스위칭 디바이스 또는 패시브 매트릭스(passive matrix) 광 제어기를 위한 어드레스(address) 전극에 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터를 형성하는 방법(100)은 하부 기판 상에 복수의 분할된 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상에 분할된 영역의 단면도를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이 파티션(122)은 하부 기판(120)에 걸쳐 위치된다. 두 인접한 파티션(122)들 사이의 기판의 일부는 분할된 영역(DR)이다. 분할된 영역(DR)의 길이 또는 폭은 200 내지 600 마이크로미터의 범위 내에 있을 수 있다. 분할된 영역(DR)은 디스플레이 디바이스에서 하나, 둘, 셋, 또는 그 이상의 픽셀들을 포함할 수 있다. 파티션(122)은 폴리머 또는 패터닝 가능한 다른 절연 물질로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터를 형성하는 방법(100)은 하부 기판 상에 전기 영동 유체의 도트를 디스펜싱하는 단계(104)를 포함한다. 도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역의 일부에 전기 영동 유체 도트를, 간격을 두고 디스펜싱하는 장치를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 영동 유체 디스펜서(123)는 D방향으로 이동하며, 파티션(122)들 사이의 하부 전극(120) 및 파티션(122) 위에 전기 영동 유체의 도트(124)들을 드로핑(dropping)한다. 전기 영동 유체의 도트(124)들은 파티션(122)들 각각의 사이에 있기보다는, 충분히 일정한 간격으로 하부 기판(120)에 걸쳐 분포된다. 전기 영동 유체의 도트(124) 각각은 몇몇의 파티션(122)들에 걸쳐 확장될 수 있으며, 파티션의 높이 H2 보다 높은 평균 높이 H1을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상의 전기 영동 유체 도트들을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전기 영동 유체의 도트(124)들은 매트릭스로 분포될 수 있다. 전기 영동 유체는 100cp 이하의 점도를 가져야 한다. 전기 영동 유체의 증기압은 0.01Pa 내지 100Pa 범위 내 일 수 있으나, 40Pa 이하일 수 있다. 전기 영동 유체의 도트(124) 각각은 피그먼트 입자와 거의 동일한 중량 퍼센트를 가져야 하며, 1wt% 내지 5wt%의 범위 내에 있을 수 있다. 전기 영동 유체의 도트(124) 각각은 거의 동일한 질량을 가져야 하며, 0.1g 내지 100mg의 범위 내에 있을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 방법(100)은 상부 기판 상에 상부 전극을 형성하는 단계(105)를 포함한다. 상부 전극은 후에 패터닝되는, 스퍼터로 적층된 ITO일 수 있다. 도 7a 및 7b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상의 로(row) 전극의 I-I’선에 따른 측면도를 도시한다. 로(row) 전극(132)은 유리 또는 폴리머로 만든 투명 상부 기판(130) 상에 제공된다. 로(row) 전극(132)의 패턴은, 다음으로 상부 기판(130)에 접착될 하부 전극 상에 패터닝된 전극들과의 대응(correspondence)을 위한 미리 결정된 공간을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방법(100)은 상부 기판의 주변부에 경화되지 않은 시일 라인을 형성하는 단계(106)를 포함한다. 경화되지 않은 시일 라인의 물질은 기판의 주변부에 디스펜싱되는 점성의 실란트일 수 있다. 도 8a 및 8b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판의 주변부 상의 경화되지 않은 시일 라인의 II-II’ 선에 따른 측면도를 도시한다. 경화되지 않은 시일 라인(131)은 상부 기판 상에서, 전극(132)의 바로 바깥쪽에 위치된다. 경화되지 않은 시일 라인(131)은 유연하고 접착성이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방법(100)은, 하부 기판 위로 상부 기판의 경화되지 않은 시일 라인을 위치시키는 단계(107)를 포함한다. 도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판과 관련하여 상부 기판을 위치시키는 단계를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이 상부 기판(130)은, 하부 기판(120)을 덮도록 위치되며, 전기 영동 유체의 도트(124)들을 가지는 하부 기판 위에서 하강된다. 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 하부 기판 상의 상부 기판의 경화되지 않은 시일 라인을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이 상부 기판(130)의 경화되지 않은 시일 라인(131)은, 경화되지 않은 시일 라인(131)이 하부 기판(120) 상에 위치되면서, 압축된다. 나아가, 전기 영동 유체의 도트(124)들은 상부 기판(130)이 하부 기판(120) 상에 위치되면서, 살짝 디스펄싱되며 퍼진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방법(100)은 챔버 내의 공기를 제거하도록 진공을 가하는 단계를 포함한다. 도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 진공 챔버 내에 위치된, 전기 영동 유체 도트들을 둘러싸는 시일 라인을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전기 영동 유체의 도트(124)들을 둘러싸는 경화되지 않은 시일 라인(131)을 갖는 하부 기판(120) 및 상부 기판(130)은 챔버(140) 내에 위치된다. 챔버 내에서 공기를 제거하고, 상부 기판의 표면과 파티션 상부를 접촉하도록 진공이 가해지며, 따라서 분할된 영역들이 각각으로부터 격리된다. 동시에, 상부 기판과 하부 기판은 합착되며, 전기 영동 유체의 도트(124)들은 상부 기판과 하부 기판 사이에서 디스퍼싱된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방법(100)은 상부 기판과 하부 기판을 합착하도록 시일 라인을 경화하는 단계(109)를 포함한다. 도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 빛으로 경화된 둘러싸는 시일 패턴을 갖는 상부 전극과 하부 전극 사이의 디스펄싱된 전기 영동 유체를 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 경화된 시일 라인(134)은 패널(150)을 형성하도록 상부 기판 및 하부 기판을 같이 합착한다. 상부 기판과 하부 기판 사이의 공기나 습기의 침투를 방지하도록 상부 기판과 하부 기판이 함께 실링되게 하기 위해, UV 레이저(160; Ultraviolet laser)는 시일 라인 상에 직접 UV 레이저 광(161)을 집중하도록 위치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터의 단면도를 도시한다. 패널(150)은 도 13에 도시된 바와 같이, 파티션(122)들 사이의 분할된 영역(DR)을 갖는다. 분할된 영역(DR) 각각은 상부 기판(130)과 하부 기판(120) 사이에 전기 영동 유체로 채워진다. 패널(150)의 경화된 시일 라인(134)은 전기 영동 유체가 빠져 나가지 못하도록 실링하며, 바깥쪽 파티션(122)들 바로 너머에 위치된다. 상부 기판(130)의 상부 전극(132)은 하부 기판(120)의 하부 전극(121)으로부터 오프셋(offset)된다.
이하에서는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광 셔터의 구동을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 전기 영동 유체에 분산된 피그먼트 입자(125)는 음전하를 띠는 것을 가정하지만, 피그먼트 입자(125)가 양전하를 띠는 경우도 가능하다.
상부 기판(130) 상에 형성된 상부 전극(132)에 양의 전압이 인가될 수 있다. 상부 기판(130)상의 상부 전극(132)에는 레퍼런스 전압, 0V가 인가되거나 그라운드 상태일 수 있다. 전기장의 형성에 따라, 피그먼트 입자(125)가 상부 기판(130) 측으로 이동하여 상부 전극(132)의 3 면을 커버하도록 위치할 수 있다.
광 셔터로 입사되는 광의 일부는 하부 기판(120)을 통과하여 피그먼트 입자(125)에 도달되고, 입사된 광은 피그먼트 입자(125)들에 의해 흡수된다. 한편, 피그먼트 입자(125)의 농도, 상부 전극(132) 사이의 이격 거리에 따라, 상부 전극(132) 사이의 이격 영역에는 피그먼트 입자(125)가 배치되지 않을 수 있다. 이 경우, 피그먼트 입자(125)가 배치되지 않은 부분으로 광이 누설될 수 있으나, 하부 전극(121)이 상부 전극(132) 사이의 이격된 영역에 대향되도록 배치되어 있으므로, 상부 전극(132) 사이의 이격된 영역으로 입사되는 광은 하부 전극(121)에 의해 반사되거나 흡수될 수 있다.
이와 같은 피그먼트 입자(125)들의 배열에 의해 광 셔터의 상부에서는 검은 색을 시인할 수 있다. 상술한 바와 같은 전압 인가에 따른 피그먼트 입자(125)들의 배열은 광을 차폐하므로 이러한 광 셔터의 상태를 차폐 모드라고 지칭한다.
또한, 하부 기판(120) 상에 형성된 하부 전극(121)에 양의 전압이 인가될 수 있다. 상부 기판(130) 상의 상부 전극(132)에는 레퍼런스 전압이 인가되거나, 0V가 인가되거나, 상부 전극(132)이 그라운드 상태일 수 있다. 전기장의 형성에 따라, 피그먼트 입자(125)는 하부 기판(120) 측으로 이동하여 하부 기판(120)의 하부 전극(121)의 3 개의 면 주위에 위치할 수 있다.
하부 기판(120) 측에서 광 셔터로 입사되는 광은 하부 기판(120), 전기 영동 유체, 상부 전극(132) 및 상부 기판(130)을 차례로 통과하여 광 셔터를 빠져나간다. 입사된 광이 광 셔터를 투과하므로, 광 셔터의 하부에서는 광 셔터 후면의 사물을 시인할 수 있다. 상술한 바와 같은 전압 인가에 따른 피그먼트 입자(125)들의 배열은 광을 투과시키므로 이러한 광 셔터의 상태를 투과 모드 또는 투명 모드라고 지칭한다.
도 14a 내지 14d는 하부 기판 상의 패터닝? 전극에 상부 기판 상의 패터닝된 전극의 오프셋(offset)된 위치선정의 예시적인 실시예들을 도시한다. 도 14a는 도 13에 도시된 전극들과 같이 직접적으로 오프셋된 관계를 갖는, 상부 기판(170) 상의 패터닝된 상부 전극(172) 및 하부 기판(160) 상의 하부 전극(162)을 도시한다. 하부 기판(160) 상의 하부 전극(162)들은 상부 기판(170) 상의 상부 전극(172)들 사이의 공간과 동일한 폭 W1를 갖는다. 나아가, 하부 기판(160) 상의 하부 전극(162)은 상부 기판(170) 상의 상부 전극(172)들의 폭 W2와 동일한 공간을 갖는다. 상부 전극(172)들과 하부 전극(162)들 간의 전기장의 밀도는 상부 전극(172)들과 하부 전극(162)들 간의 오프셋된 관계에 의해 제어될 수 있다.
도 14b는 일정 간격으로 떨어진(spaced-apart) 오프셋된 관계를 갖는 하부 기판(180) 상의 패터닝된 하부 전극(182)들과 상부 기판(190) 상의 패터닝된 상부 전극(192)들을 도시한다. 하부 기판(180) 상의 하부 전극(182)들은, 폭 W3을 갖는, 상부 기판(190) 상의 상부 전극(192)들 사이의 공간 보다 좁은 폭 W1을 갖는다. 나아가, 하부 기판(180) 상의 하부 전극(182)들은, 상부 기판(190) 상의 상부 전극(192)들의 폭 W2 보다 넓은 공간을 갖는다. 상부 전극(192)들과 하부 전극(182)들 간의 전기장의 밀도는, 도 14a에 도시된 직접적인 오프셋된 관계와 비교하여, 상부 전극(192)들과 하부 전극들(182)의 측면들을 향한다.
도 14c는 오버레핑(overlapping) 오프셋된 관계를 갖는 하부 기판(200) 상의 패터닝된 하부 전극(202)들과 상부 기판(210) 상의 패터닝? 상부 전극(212)들을 도시한다. 하부 기판(200) 상의 하부 전극(202)들은, 폭 W1을 갖는, 상부 기판(210) 상의 상부 전극(212)들 간의 공간 보다 더 넓은 폭 W5를 갖는다. 나아가, 하부 기판(200) 상의 하부 전극(202)들은, 상부 기판(210) 상의 상부 전극(212)들의 폭 W2 보다 좁은 공간을 갖는다. 상부 전극(212)들과 하부 전극(202)들 간의 전기장의 밀도는, 도 14b에 도시된 일정 간격으로 떨어진 오프셋된 관계와 비교하여, 오버레핑된 상부 전극(212)과 하부 전극(202) 간에서 증가된다.
도 14d는 오프셋되지 않은 관계를 갖는 하부 기판(220) 상의 패터닝된 하부 전극(222)들과 상부 기판(230) 상의 패터닝되지 않은 상부 전극(232)을 도시한다. 하부 기판(220) 상의 하부 전극(222)들은 상부 기판(230) 상의 상부 전극(323)에 의해 완전히 오버레핑된다. 하부 기판(220) 상의 하부 전극(222)들은 하부 기판(220) 상에서 일정 간격으로 떨어져 있다. 상부 전극(232)과 하부 전극(222)들 간의 전기장의 밀도는 도 14c에 도시된 오버레핑 오프셋된 관계와 비교하여 더 높다.
도 15a 내지 15c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 패터닝되고 절연된 전극을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 메탈 전극(242)은 메탈층을 패터닝함에 의해 기판(240) 상의 분할된 영역 내에 형성된다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 절연층(244)은 기판(240)과 메탈 전극(242) 모두 위에 제공된다. 절연층(244)은 실리콘옥사이드(silicon oxide) 및 실리콘나이트라이드(silicon nitride) 중 하나일 수 있다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 다음으로 파티션(246)들이 절연층(244) 상에 형성된다. 도 15d에 도시된 바와 같이, 메탈 전극(242)은, 메탈 전극(242) 및 피그먼트 입자(248)들 사이의 분리를 유지하도록 절연층(244)으로 절연된다. 절연층(244)은 피그먼트 입자(248)들이 메탈 전극(242)에 부착되는 것을 방지한다.
도 16a 내지 16d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상에 베딩(bedding)층에 패턴닝된 전극을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다. 도 16a에 도시된 바와 같이, 메탈 전극(252)은 메탈층을 패터닝함으로써, 기판(250) 상의 분할된 영역 내에 형성된다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 베딩층(254)은 메탈 전극(252)이 아닌 기판(250)을 덮도록 제공된다. 베딩층은 먼저, 유기 절연층을 메탈 전극(252)과 기판(250) 모두를 덮도록 제공함으로써, 형성될 수 있다. 유기 절연층은 포토리지스트, BCB, 및 포토아크릴 중 하나일 수 있다. 다음으로, 포토리소프래피 패터닝에 의해, 메탈 전극(252) 상의 유기 절연층이 제거된다. 다음으로, 도 16c에 도시된 바와 같이, 파티션(256)들이 베딩층(254) 상에 형성된다. 도 16d에 도시된 바와 같이, 베딩층(254)은 메탈 전극(252) 위의 리저버 R을 생성한다. 메탈 전극(252)이 피그먼트 입자(258)와 반대의 극성을 띄는 경우, 피그먼트 입자(258)들은 리저버 R 내에 모인다.
도 17a 내지 17d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상에 베딩층에 패터닝된 전극 상에 절연층을 형성하는 단계들의 단면도를 도시한다. 도 17a에 도시된 바와 같이, 메탈 전극(262)은 메탈층을 패터닝함으로써, 기판(260) 상의 분할된 영역 내에 형성된다. 도 17b에 도시된 바와 같이, 베딩층(264)은 메탈 전극(262)이 아닌 기판(260)을 덮도록 제공된다. 도 17c에 도시된 바와 같이, 절연층(265)은 베딩층(264)과 메탈 전극(262) 모두를 덮도록 제공된다. 다음으로, 도 17d에 도시된 바와 같이, 파티션(266)들은 절연층(265) 상에 형성된다. 절연층(265)은 피그먼트 입자(268)들과 메탈 전극(262) 사이의 분리를 유지하며, 피그먼트 입자(268)들이 메탈 전극(262)에 붙는 것을 방지한다. 베딩층(264)은 메탈 전극(262) 위에 리저버 R를 생성한다.
도 18a 내지 18d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상의 베딩층에 절연되고 패터닝된 전극의 단면도들을 도시한다. 도 18a에 도시된 바와 같이, 메탈 전극(272)은 메탈층을 패터닝함으로써 기판(270) 상의 분할된 영역 내에 형성된다. 도 18b에 도시된 바와 같이, 절연층(274)은 기판(270) 및 메탈 전극(272) 모두를 덮도록 제공된다. 도 18c에 도시된 바와 같이, 베딩층(275)은 메탈 전극(272) 위의 절연층(274) 상에는 제공되지 않고, 기판(270) 바로 위의 절연층(274)을 덮도록 제공된다. 절연층(275)은 메탈 전극(272)과 피그먼트 입자(278)들 사이의 분리를 유지하며, 피그먼트 입자(278)들이 메탈 전극(272)에 붙는 것을 방지한다. 베딩층(274)은 메탈 전극(272) 위에 리저버 R를 생성한다.
도 19a 내지 19c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역에 하부 기판 상에 요철형성(uneven) 표면을 갖는 메탈 전극을 형성하는 단계들을 도시한다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 폴리머층(281)은 투명 기판(280) 상에 적층된다. 다음으로, 메탈층(282)은, 유기 물질인 유기 절연 폴리머와 같은 폴리머층(281) 상에 적층된다. 도 19b에 도시된 바와 같이, 메탈층(284)이 커버된 폴리머층(283)은, 메탈층(284)이 요철형성 표면을 갖게 폴리머층(283)이 버클링되도록(buckling) 하는 열처리가 행해진다. 다음으로, 도 19c에 도시된 바와 같이, 요철형성 표면을 갖는 폴리머층과 메탈층은 마스크를 이용하여 요철형성 폴리머 패턴(285)과 메탈 전극(286)으로 패터닝된다.
전극이 피그먼트 입자의 전하와 반대의 전극에 있을 때, 요철형성 폴리머 패턴(285)을 덮는, 메탈 전극(286)의 요철형성 표면은 피그먼트 입자가 모이는데 있어서 전극의 효율성을 증가시킨다. 보다 구체적으로, 피그먼트 입자들은 요철형성 폴리머 패턴(285)을 덮는 메탈 전극(286)의 상단에 보다 고르게 모인다. 따라서, 전극들 전부는 동일한 동작 전압에서 동일한 퍼포먼스를 갖는 경향이 있다.
요철형성 절연층을 덮는 메탈 전극(286)은, 이전에 개시된 모든 하부 기판 상의 전극들에 대한 실시예들에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 요철형성 절연층을 덮는 메탈 전극(286)은 도 4a 및 4b에 도시된 분할된 영역의 실시예들에서 전극으로서 구현될 수 있다. 나아가, 요철형성 절연층을 덮는 메탈 전극(286)은 도 15a 내지 15c에 도시된 분할된 영역들의 실시예들에서 절연된 전극으로서 구현될 수 있다. 나아가, 요철형성 절연층을 덮는 메탈 전극(286)은 도 16a 내지 16c에 도시된 분할된 영역들의 실시예들과 같이 베딩층에서 구현될 수 있다. 더 나아가, 요철형성 절연층을 덮는 메탈 전극(286)은 도 17a 내지 17d 및 도 18a 내지 18d에 도시된 분할된 영역들의 실시예들에서 절연층과 함께 베딩층에서 구현될 수 있다.
도 20a 및 20b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분할된 영역 내에서 하부 기판 상에 요철형성 표면을 갖는 에칭된 전극을 형성하는 단계들을 도시한다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 메탈(291)은 하나의 투명 기판(290) 상에 적층된다. 도 20b에 도시된 바와 같이, 메탈층(291)은 요철형성 표면을 갖도록 에칭되며, 다음으로, 에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)을 형성하도록 패터닝된다.
에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)은 이전에 개시된 모든 하부 기판 상의 전극들에 대한 실시예들에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)은 도 4a 및 4b에 도시된 분할된 영역의 실시예들에서 전극으로서 구현될 수 있다. 나아가, 에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)은 도 15a 내지 15c에 도시된 분할된 영역들의 실시예들에서 절연된 전극으로서 구현될 수 있다. 나아가, 에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)은 도 16a 내지 16c에 도시된 분할된 영역들의 실시예들과 같이 베딩층에서 구현될 수 있다. 더 나아가, 에칭된 요철형성 표면을 갖는 패터닝된 전극(292)은 도 17a 내지 17d 및 도 18a 내지 18d에 도시된 분할된 영역들의 실시예들에서 절연층과 함께 베딩층에서 구현될 수 있다.
도 21a 및 21b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 절연되고 패터닝된 평면 전극의 III-III’선에 따른 측면도를 도시한다. 평면 전극(301)은 유리 또는 폴리머로 만든 투명 상부 기판(300) 상에 형성된다. 절연층(302)은 평면 전극(301) 상에 형성된다. 다른 실시예에서, 절연층(302)은 예컨대, 단일 전압 구성들에서 생략될 수 있다.
도 22a 및 22b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 패터닝된 컬럼(column) 전극의 IV-IV’선에 따른 측면도를 도시한다. 컬럼(column) 전극(311)들은 유리 또는 폴리머로 만든 투명 상부 기판(310) 상에 패터닝된다. 절연층(310)은 컬럼 전극(311)들 상에 형성된다. 다른 실시예에서, 절연층(312)은 예컨대, 단일 전압 구성들에서 생략될 수 있다.
도 23a 및 23b 각각은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 사시도 및 상부 기판 상에 절연되고 패터닝된 로(row) 전극으로부터 절연된 평면 전극의 V-V’선에 따른 측면도를 도시한다 평면 전극(321)은 유리 또는 폴리머로 만든 투명 상부 기판(320) 상에 형성된다. 제1 절연층(322)은 평면 전극(321)을 덮도록 제공된다. 로(row) 전극(323)들은 중간 절연층(322) 상에 패터닝된다. 제2 절연층(324)은 로(row) 전극(323)들 및 중간 절연층(322) 상에 적층된다. 제1 및 제2 절연층들(322, 324)은 투명 상부 기판(320) 상에서 시일 라인 내에 형성 될 수 있다. 또한, 제1 절연층은 제2 절연층과 동일한 크기일 수 있다.
도 24는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 경화된 시일 라인을 통한 상부 기판의 상부 전극에 대한 접촉 구조를 도시한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 상부 전극(331)은 상부 기판(330) 상의 배선(332)에 연결된다. 상부 배선(332)은 상부 기판(330) 상의 도전성 패드(333)에 접촉한다. 회로 소자(341)는 하부 기판(340) 상의 하부 배선(342)과 연결된다. 하부 배선(342)은 하부 기판(340) 상의 하부 도전성 패드(343)에 접촉한다. 경화된 시일 라인(336) 내의 도전 볼(344)은, 챔버 내에서 공기를 제거하도록 진공을 가하는 단계에서, 상부 도전성 패드(333)와 하부 도전성 패드(343) 모두에 접촉한다. 이후, 도전 볼(344)은 실링 라인을 경화하는 단계에서 상부 도전성 패드(333)와 하부 도전성 패드(343) 사이에서 고정된다.
도 25는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 비-절연된 상부 전극을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다. 도 25에 도시된 바와 같이, 상부 메탈 전극(350)은 분할된 영역들의 파티션들과 접촉하고, 전기 영동 유체(355)는 상부 전극들과 하부 전극들 사이에 형성된다. 도 26은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 절연된 상부 전극 및 배딩층 내 절연되고 패터닝된 전극을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다. 도 26에 도시된 바와 같이, 상부 기판(361) 상의 상부 전극(360)은 절연층(362)에 의해 전기 영동 유체(363)로부터 절연된다. 절연된 상부 전극(360)은 분리된 모든 영역에 대해 동일한 상부 전극이다. 하부 기판(371)의 메탈 전극(370)들 각각은, 베딩층(373)에 의해 커버되는 절연층(372)에 의해 커버된다. 상부 전극(360)은 분리된 모든 영역에 대해 동일한 상부 전극이다.
도 27은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 베딩층 내 패터닝된 전극을 덮는 절연층을 사용하는 광 셔터의 단면도를 도시한다. 도 27에 도시된 바와 같이, 상부 기판(381) 상의 전극(380)은 절연층(382)에 의해 전기 영동 유체(383)로부터 절연된다. 절연된 상부 전극(380)은 분리된 모든 영역들에 대해 동일한 상부 전극이다. 하부 기판(391)의 메탈 전극(390)들 각각은 베딩층(393)들 내에 있다. 절연층(392)은 베딩층(393)들과 메탈 전극층(390)들 모두를 커버한다. 상부 전극(360)은 분리된 모든 영역들에 대해 동일한 상부 전극이다.
이하에서는 도 27을 참조하여, 광 셔터의 구동을 설명한다. 광 셔터의 구동을 위해, 상부 전극(380) 및 메탈 전극(390)에는 양의 전압 및 음의 전압을 각각 인가할 수 있다.
도 27에서, 상부 기판(381) 상에 형성된 상부 전극(380)에 양의 전압이 인가될 수 있다. 하부 기판(391) 상의 메탈 전극(390)에는 레퍼런스 전압이 인가되거나, 0V가 인가되거나, 그라운드 또는 플로팅(floating) 상태일 수 있다. 상부 전극(380)에 양의 전압이 인가되는 경우, 음전하를 띠는 피그먼트 입자는 상부 전극(380) 측으로 이동하게 된다. 상부 전극(380) 또는 메탈 전극(390)에 전압을 인가하기 위하여 각각의 전극들은 별도의 전기적으로 연결된 배선을 통해서 전압 제어부와 연결될 수 있다.
상부 전극(380)과 메탈 전극(390)에 인가된 전압에 따라, 피그먼트 입자는 상부 기판(381) 측으로 이동하여 상부 기판(381)에 평행하도록 위치되거나, 분산될 수 있다. 광 셔터로 입사되는 광은 상부 기판(381) 및 상부 전극(380)을 통과하여 피그먼트 입자에 도달되고, 도달된 광은 피그먼트 입자들에 의해 흡수될 수 있다. 이와 같은 피그먼트 입자들의 배열에 의해 광 셔터의 상부에서는 검은 색을 시인할 수 있다.
상술한 바와 같은 전압 인가에 따른 피그먼트 입자들의 배열에 의해 입사된 광이 차폐되므로, 이러한 광 셔터의 상태를 차폐 모드라고 지칭한다.
하부 기판(391) 측으로 입사되는 광도 차폐가 될 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(391) 측으로 광이 입사되는 경우, 입사된 광은 하부 기판(391) 및 베딩층(393)을 투과하고, 피그먼트 입자에 도달하여, 피그먼트 입자들에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 차폐 모드에서는 광 셔터의 하부에서 또한 검은 색을 시인할 수 있다.
또한, 하부 기판(391) 상에 형성된 메탈층(390)에 양의 전압이 인가될 수 있다. 상부 기판(381)상의 상부 전극(380)에는 레퍼런스 전압이 인가되거나, 0V가 인가되거나, 상부 전극(380)은 그라운드 상태, 또는 플로팅 상태일 수 있다.
메탈층(390) 및 상부 전극(380)에 인가된 전압에 따라서, 피그먼트 입자는 하부 기판(391) 측으로 이동하여 하부 기판(391)의 메탈층(390)의 상면 및 베딩층(393)의 개구부 내에 위치한다.
입사된 광이 광 셔터를 투과하므로, 광 셔터의 상부에서는 광 셔터 후면의 사물을 시인할 수 있다. 상술한 바와 같은 전압 인가에 따른 피그먼트 입자들의 배열에 의해 입사된 광이 투과되므로, 이러한 광 셔터의 상태를 투과 모드 또는 투명 모드라고 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 셔터에서는 요철형성 표면의 메탈층(390)을 통하여, 투과율을 높일 수 있다. 투명 모드 시 메탈층(390)에 전압이 인가됨으로써, 전기장이 형성되면, 피그먼트 입자는 먼저 메탈층(390) 표면에 형성된 요철에 수용되고, 요철 내외에 스택(stacked)됨으로써, 제한된 메탈층(390)의 폭에서 최대한의 피그먼트 입자를 모을 수 있게 된다. 따라서, 메탈층(390) 상에 복수의 요철을 형성함으로써, 투명 모드에서 투과율을 높일 수 있다.
본 발명의 요지나 범위에서 멀어지지 않으면서, 다양한 수정과 변형들이 본 발명의 실시예들에서 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들이 첨부된 청구범위나 그 균등범위 내에 있다면, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 수정과 변형들을 커버하도록 의도된 것이다.

Claims (29)

  1. 제1 전극 패턴을 갖는 투명 하부 기판;
    투명 전극을 갖는 투명 상부 기판;
    상기 투명 하부 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역;
    상기 복수의 분할된 영역 내에, 상기 제1 전극 패턴과 상기 투명 전극 사이의, 적어도 5wt%인 대전 입자를 포함하는 매체; 및
    상기 상부 기판 및 상기 하부 기판에 합착되고, 상기 복수의 분할된 영역을 둘러싸는 시일(seal)을 포함하는, 광 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴 상의 제1 절연층 및 상기 투명 전극 상의 제2 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매체는 50cp 이하의 점성을 갖는, 광 제어기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역의 상기 파티션은 컬럼(column), 로(row), 및 매트릭스 구성 중 하나로 된, 광 제어기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 영역의 상기 파티션은 상기 투명 하부 기판에 부착되고, 상기 분할된 영역 사이의 상기 매체의 이동을 방지하도록, 상기 상부 기판으로 확장된, 광 제어기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분할된 영역의 대치된 파티션들 사이의 거리는 200 마이크로미터 이상인, 광 제어기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 하부 기판과 상기 제1 전극 패턴 사이의 폴리머 패턴을 더 포함하는, 광 제어기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴 및 상기 제1 전극 패턴은 요철형성(uneven) 표면을 갖는, 광 제어기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴은 상기 폴리머 패턴을 따르는, 광 제어기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴 상의 제1 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 투명 전극 상의 제2 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  12. 제1 전극 패턴을 갖는 하부 기판;
    제2 전극 패턴을 갖는 상부 기판;
    상기 하부 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역; 및
    상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 사이에 위치된 매체를 포함하고,
    상기 매체는 40Pa 이하의 증기압을 가지며, 실질적으로 제1 극성의 대전 입자들을 포함하는, 광 제어기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴 상의 제1 절연층 및 상기 제2 전극 패턴 상의 제2 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 매체는 5wt% 이하의 대전 입자들을 포함하는, 광 제어기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역을 둘러싼 시일을 더 포함하는, 광 제어기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시일은 자외선을 사용하여 경화된, 광 제어기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역의 상기 파티션은 컬럼(column), 로(row), 및 매트릭스 구성 중 하나로 된, 광 제어기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 분할된 영역의 상기 파티션은 상기 투명 하부 기판에 부착되고, 상기 분할된 영역 사이의 상기 매체의 이동을 방지하도록 상기 상부 기판으로 확장된, 광 제어기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 분할된 영역의 인접한 파티션들 사이의 최장 거리는 200 마이크로미터 이상인, 광 제어기.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 투명 하부 기판과 상기 제1 전극 패턴 사이의 폴리머 패턴을 더 포함하는, 광 제어기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 폴리머 패턴 및 상기 제1 전극 패턴은 요철형성(uneven) 표면을 갖는, 광 제어기.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴은 상기 폴리머 패턴을 따르는, 광 제어기.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴 상에 형성된 제1 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴 상에 형성된 제2 절연층을 더 포함하는, 광 제어기.
  25. 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 상의 파티션에 의해 분리된 복수의 분할된 영역을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 전기 영동 유체를 디스펜싱(dispensing)하는 단계로서, 상기 유체는 5wt% 이하의 대전 입자들을 포함하는, 상기 디스펜싱하는 단계;
    제2 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
    챔버 내의 상기 제1 기판 상에 상기 제2 기판을 위치시키는 단계; 및
    상기 챔버에 진공을 가하는 단계를 포함하고,
    상기 챔버에 진공을 가하는 단계에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 서로 합착되는, 광 제어기 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2 기판을 위치시키는 단계 이전에, 상기 제2 기판 상에 시일 구조를 형성하는 단계를 더 포함하는, 광 제어기 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 진공을 가하는 단계 이후에, 대기압 상에서 상기 시일을 경화시키는 단계를 더 포함하는, 광 제어기 제조 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    분할된 영역의 대치된 파티션들 사이의 거리는 200 마이크로미터 이상인, 광 제어기 제조 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 분할된 영역의 상기 파티션은 컬럼(column), 로(row), 및 매트릭스 구성 중 하나로 된, 광 제어기 제조 방법.
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