KR20160075842A - 에지 시일을 구비한 전기-광학 디스플레이 - Google Patents

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KR20160075842A
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가이 엠 대너
샤머스 포드 패트리
찰스 하위 허니먼
마이클 디 맥크리어리
토마스 에이치 화이트사이즈
그레그 엠 더탈러
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이 잉크 코포레이션
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Abstract

환경 오염 물질들에 대해서 전기-광학 디스플레이를 보호하는 다양한 타입의 에지 시일들이 설명된다. 한 가지 타입의 시일에서, 전기-광학 층이 백플레인과 보호 시트 사이에 샌드위치되고 시일링 물질이 백플레인과 보호 시트 사이에서 연장된다. 다른 시일들에서, 보호 시트는 백플레인에 고정되거나 또는 백플레인에 인접한 제 2 보호 시트에 고정된다. 전기-광학 층은 두개의 접착제 층들 사이에서 또는 접착제 층과 백플레인 사이에서 또한 시일링될 수도 있다. 다른 시일들은 디스플레이의 주변부 주위를 연장되는 유연성 테이프들을 사용한다.

Description

에지 시일을 구비한 전기-광학 디스플레이{ELECTRO-OPTIC DISPLAY WITH EDGE SEAL}
본 출원은 2005 년 12 월 20 일에 출원하여 계류 중인 출원 번호 60/597,801 호의 우선권을 주장한다.
본 출원은, 2002 년 6 월 18 일에 출원한 출원 번호 60/319,300 및 2003 년 5 월 12 일에 출원한 출원 번호 60/320,186 에 대한 우선권을 주장하는, 2003 년 5 월 22 일에 출원한 출원 번호 10/249,957 (현재 미국 특허 번호 6,982,178) 의 분할 출원인, 2005 년 3 월 18 일에 출원한 계류 중인 출원 번호 10/907,065 의 부분적 계속 출원이다.
본 출원은 또한, 다음 출원과 관련이 있다:
(a) 2002 년 9 월 3 일 출원한, 출원 번호 60/319,516 에 대한 우선권을 주장하는, 2003 년 9 월 2 일에 출원하여 계류 중인 출원 번호 10/605,024 (공개 번호 2004/0155857);
(b) 전술한 출원 번호 10/605,024 의 부분적 계속 출원이며, 2003 년 10 월 24 일에 출원한 출원 번호 60/481,553, 60/481,554 및 60/481,557, 2003 년 10 월 27 일에 출원한 출원 번호 60/481,564 및 2003 년 11 월 14 일에 출원한 출원 번호 60/520,226 에 대한 우선권을 주장하는, 2004 년 10 월 21 일에 출원한 출원 번호 10/904,063 (현재 미국 특허 번호 7,110,164);
(c) 2004 년 1 월 14 일에 출원한 출원 번호 60/481,903 에 대한 우선권을 주장하는, 2005 년 1 월 12 일에 출원한, 출원 번호 10/905,582 (현재 미국 특허 번호 7,075,703); 및
(d) 전술한 출원 번호 10/605,024 의 부분적 계속 출원이며, 2005 년 10 월 18 일에 출원한 출원 번호 60/596,743 및 2005 년 10 월 21 일에 출원한 출원 번호 60/596,799 에 대한 우선권을 주장하는, 2006 년 10 월 17 일에 출원하여, 계류 중인 출원 번호 11/550,114.
이러한 계류 중인 출원들, 다른 모든 미국 특허들, 및 이하 설명될 공개되고 계류 중인 전체 내용들은 참조로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 에지 시일 (seal) 을 구비한 전기-광학 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전기-광학 디스플레이의 제조에 대한 프로세스들을 제공한다. 본 발명은 특히 캡슐화된 전기영동 (electrophoretic) 매체를 포함하는 디스플레이로의 사용에 의도되지만 그에 국한되지는 않는다. 하지만, 본 발명은 또한 매체가 유체 (액체 또는 기체 중 하나) 를 포함하는 내부 공극들을 가질 수도 있고, 종종 가지지만, 전기-광학 매체들은 고체 외부 표면들을 가진다는 의미에서, "고체" 인 전기-광학 매체의 다른 다양한 타입들을 또한 이용할 수 있다. 그러한 "고체 전기-광학 디스플레이들" 은 캡슐화된 전기영동 디스플레이, 캡슐화된 액정 디스플레이 및 이하 설명되는 다른 타입의 디스플레이를 포함한다.
전기-광학 디스플레이는 전기-광학 물질 층을 포함하며, 전기-광학 물질이란 용어는 하나 이상의 광학 특성에서 차이가 나는 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 가지는 물질을 나타내는 것으로 이미징 기술 분야의 종래 의미로 본 명세서에서 사용되며, 그 물질은 그 물질에 전계를 인가하는 것에 의해서 제 1 디스플레이 상태에서 제 2 디스플레이 상태로 변한다. 광학 특성은 통상적으로는 인간 눈에 인지될 수 있는 컬러이지만, 광 투과율, 반사율, 휘도, 또는 기계 판독을 의도한 디스플레이의 경우에, 가시광 범위 외의 전자기 파동의 반사율에서의 변화의 의미에서 의사 컬러 (pseudo-color) 와 같은, 다른 광 특성일 수도 있다.
본 명세서에서 용어 "쌍안정한 (bistable)" 및 "쌍안정성 (bistability)" 은 당해 기술 분야에서 종래의 의미로 이용되어 하나 이상의 광학 특성에서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태를 가지는 디스플레이 소자들을 포함하는 디스플레이를 지칭하고, 이는 유한 기간의 어드레싱 펄스에 의해 임의의 소정 소자가 구동된 후, 그 제 1 디스플레이 또는 제 2 디스플레이 상태 중 하나를 가정하면, 어드레싱 펄스가 종료된 후, 그 상태는 디스플레이 소자의 상태를 변화시키는 데 필요한 어드레싱 펄스의 최소 기간의 적어도 몇배, 예를 들어, 4 배 이상 동안 지속될 것이다.
그레이 스케일할 수 있는 몇몇 입자 기반 전기영동 디스플레이는 극도의 블랙 및 화이트 상태에서 안정적일 뿐만 아니라 그 중간적 그레이 상태에서도 안정적이며, 이는 몇몇 다른 유형의 전기-광학 디스플레이에서도 동일하다는 것이 미국 특허 출원 번호 2002/0180687 에 나타나 있다. 편의상 용어 "쌍안정한" 이 본 명세서에 쌍안정한 및 다중-안정한 (multi-stable) 디스플레이를 모두 의미하도록 이용될 수도 있지만, 이 유형의 디스플레이는 쌍안정한 보다는 "다중-안정한" 으로 적절하게 지칭된다.
전기-광학 디스플레이의 여러 타입들이 공지되어 있다. 전기-광학 디스플레이의 한가지 타입이 예를 들면, 미국 특허 번호들 5,808,783; 5,777,782; 5,760,761; 6,054,071; 6,055,091; 6,097,531; 6,128,124; 6,137,467; 및 6,147,791에서 설명되는 "회전 이색성 부재 타입 (rotating bichromal member type)" 이다 (이러한 타입의 디스플레이가 종종 "회전 이색성 볼" 디스플레이로 불리지만, 상술한 특허 중 몇몇에서 회전 부재들이 구형은 아니기 때문에 용어 "회전 이색성 부재" 가 좀 더 정확한 것으로 선호된다). 그러한 디스플레이는 상이한 광학 특징들을 가진 두개 이상의 섹션들 및 내부 쌍극자 (dipole) 를 가진 많은 수의 작은 몸체들 (통상적으로 구형 또는 실린더형) 을 사용한다. 이러한 몸체들은 메트릭스 내부에 액체로-채워진 액포들내에 서스펜딩되며, 상기 액포들은 그 몸체들이 자유롭게 회전할 수 있도록 액체로 채워진다. 디스플레이의 외관은 디스플레이에 전계를 인가하여, 그에 따라 그 몸체들을 다양한 위치로 회전시키고, 시야면을 통하여 보여지는 몸체들의 섹션들을 변화시키는 것에 의해서 변화된다. 이러한 타입의 전기-광학 매체들은 통상적으로 쌍안정하다.
또 다른 타입의 전기-광학 디스플레이는 전기변색 (electrochromic) 매체, 예를 들면, 반도체성 금속 산화물로부터 적어도 부분적으로 형성된 전극 및 그 전극에 부착되어 가역 컬러 변화가 가능한 복수의 다이 분자들을 포함하는 나노크로믹 (nanochromic) 막 형태의 전기변색 매체를 사용한다; 예를 들면, O'Regan, B 등의 Nature 1991, 353, 737; 및 Wood, D. 의 Information Display, 18(3), 24 (2002 년 3월) 을 참조. 또한, Bach, U.등의 Adv. Mater., 2002, 14(11), 845 를 또한 참조. 이러한 타입의 나노크로믹 막들은 예를 들면, 또한 미국 특허 번호들 6,301,038; 6,870,657; 및 6,950,220 에서 설명된다. 이러한 타입의 매체들은 또한 통상적으로 쌍안정하다.
오랜 기간의 광대한 조사 및 개발의 주제였던, 또 다른 타입의 전기-광학 디스플레이는, 복수의 전하를 띈 입자들이 전계의 영향하에서 서스펜딩 유체를 통해 이동하는, 입자-기반 전기영동 디스플레이이다. 전기영동 디스플레이는 액정 디스플레이와 비교할 때, 좋은 밝기 및 콘트라스트, 넓은 시야 각, 상태 쌍안정성, 및 저전력 소비의 특성을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 디스플레이의 장기간의 이미지 품질과 관련된 문제들이 그 폭넓은 사용을 방해한다. 예를 들면, 전기영동 디스플레이를 구성하는 입자들은 침전되는 (settle) 경향이 있어서, 이러한 디스플레이의 불충분한 내용연한을 초래한다.
상술한 바와 같이, 전기영동 매체는 유체의 존재를 필요로 한다. 대부분의 종래 기술 전기영동 매체에서, 이러한 유체는 액체이지만, 전기영동 매체는 기체화 유체들을 사용해서 제조될 수 있다; 예를 들면, Kitamura, T. 등의 "Electrical toner movement for electronic paper-like display", IDW Japan, 2001, 문서 HCS1-1, 및 Yamaguchi, Y 등의 "Toner display using insulative particles charged triboelectrically", IDW Japan, 2001, 문서 AMD4-4을 참조한다. 또한 미국 공개 특허 공보 2005/0001810; 유럽 특허 출원 1,462,847; 1,482,354; 1,484,635; 1,500,971; 1,501,194; 1,536,271; 1,542,067; 1,577,702; 1,577,703 및 1,598,694, 및 국제 출원 WO 2004/090626; WO 2004/079442; 및 WO 2004/001498 을 참조한다. 그러한 기체 기반 전기영동 매체는, 매체가 그러한 침전을 허용하는 방위 (orientation) 에서 사용될 때, 예를 들면, 매체가 수직 면으로 배치되는 간판 (sign) 에서, 입자 침전으로 인해서 액체 기반 전기영동 매체와 동일한 타입의 문제들에 받기 쉽다. 실제, 입자 침전은, 액체 기반과 비교할 때 기체화 서스펜딩 유체의 더 낮은 점도 (viscosity) 가 전기영동 입자들의 더 빠른 침전을 허용하기 때문에, 액체 기반 전기영동 매체보다 기체 기반 전기영동 매체에서 더 심각한 문제가 된다.
메사추세스 공과 대학 (MIT) 및 E Ink 사에 양도된 또는 그 명칭으로 된 수많은 특허 및 출원이 최근 캡슐화된 전기영동 매체를 개시하여 공개되었다. 이러한 캡슐화된 매체는 수많은 작은 캡슐을 포함하고, 각각의 캡슐은 액체 서스펜딩 매체 내에 서스펜딩된 전기영동적으로-이동하는 입자를 함유하는 내부 페이즈 (phase), 및 그 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 이 캡슐은 2 개의 전극 사이에 위치된 코히어런트층을 형성하기 위해 폴리머 접합체 내에 고정된다. 이러한 유형의 캡슐화된 매체는, 예를 들어, 미국 특허 번호 5,930,026; 5,961,804; 6,017,584; 6,067,185; 6,118,426; 6,120,588; 6,120,839; 6,124,851; 6,130,773; 6,130,774; 6,172,798; 6,177,921; 6,232,950; 6,249,271; 6,252,564; 6,262,706; 6,262,833; 6,300,932; 6,312,304; 6,312,971; 6,323,989; 6,327,072; 6,376,828; 6,377,387; 6,392,785; 6,392,786; 6,413,790; 6,422,687; 6,445,374; 6,445,489; 6,459,418; 6,473,072; 6,480,182; 6,498,114; 6,504,524; 6,506,438; 6,512,354; 6,515,649; 6,518,949; 6,521,489; 6,531,997; 6,535,197; 6,538,801; 6,545,291; 6,580,545; 6,639,578; 6,652,075; 6,657,772; 6,664,944; 6,680,725; 6,683,333; 6,704,133; 6,710,540; 6,721,083; 6,724,519; 6,727,881; 6,738,050; 6,750,473; 6,753,999; 6,816,147; 6,819,471; 6,822,782; 6,825,068; 6,825,829; 6,825,970; 6,831,769; 6,839,158; 6,842,167; 6,842,279; 6,842,657; 6,864,875; 6,865,010; 6,866,760; 6,870,661; 6,900,851; 6,922,276; 6,950,200; 6,958,848; 6,967,640; 6,982,178; 6,987,603; 6,995,550; 7,002,728; 7,012,600; 7,012,735; 7,023,430; 7,030,412; 7,030,854; 7,034,783; 7,038,655; 7,061,663; 7,071,913; 7,075,502; 7,075,703; 7,079,305; 7,106,296; 7,109,968; 7,110,163; 7,110,164; 7,116,318; 7,116,466; 7,119,759; 및 7,119,772; 및 미국 특허 출원 공개 번호 2002/0060321; 2002/0090980; 2002/0180687; 2003/0011560; 2003/0102858; 2003/0151702; 2003/0222315; 2004/0014265; 2004/0075634; 2004/0094422; 2004/0105036; 2004/0112750; 2004/0119681; 2004/0136048; 2004/0155857; 2004/0180476; 2004/0190114; 2004/0196215; 2004/0226820; 2004/0239614; 2004/0257635; 2004/0263947; 2005/0000813; 2005/0007336; 2005/0012980; 2005/0017944; 2005/0018273; 2005/0024353; 2005/0062714; 2005/0067656; 2005/0078099; 2005/0099672; 2005/0122284; 2005/0122306; 2005/0122563; 2005/0122565; 2005/0134554; 2005/0146774; 2005/0151709; 2005/0152018; 2005/0152022; 2005/0156340; 2005/0168799; 2005/0179642; 2005/0190137; 2005/0212747; 2005/0213191; 2005/0219184; 2005/0253777; 2005/0270261; 2005/0280626; 2006/0007527; 2006/0024437; 2006/0038772; 2006/0139308; 2006/0139310; 2006/0139311; 2006/0176267; 2006/0181492; 2006/0181504; 2006/0194619; 2006/0197736; 2006/0197737; 2006/0197738; 2006/0198014; 2006/0202949; 및 2006/0209388; 및 국제 출원 공개 번호 WO 00/38000; WO 00/36560; WO 00/67110; 및 WO 01/07961; 그리고 유럽 특허 번호 1,099,207 B1; 및 1,145,072 B1 에 개시된다.
수많은 전술한 특허 및 출원은, 캡슐화된 전기영동 매체 내의 분리된 마이크로캡슐을 둘러싸는 벽이 연속적인 페이즈에 의해 대체되어, 소위 폴리머-분산형 (polymer-dispersed) 전기영동 디스플레이를 제조할 수 있고, 여기서, 전기영동 매체는 전기영동 유체의 복수의 분리된 작은 방울 및 폴리머 물질의 연속적인 페이즈를 포함하고, 이러한 폴리머-분산형 전기영동 디스플레이 내의 전기영동 유체의 분리된 작은 방울은 어떠한 분리된 캡슐 박막이 각각의 개별적인 작은 방울과 관련이 없을지라도 캡슐 또는 마이크로캡슐로서 간주될 수도 있다는 것을 인식하며; 이는, 예를 들어, 전술한 미국 특허 번호 6,866,760 를 참조한다. 따라서, 본 발명의 목적을 위해서, 이러한 폴리머-분산형 전기영동 매체는 캡슐화된 전기영동 매체의 하부-종으로 간주된다.
관련된 타입의 전기영동 디스플레이가 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 로 불린다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에서, 전하를 띈 입자들 및 서스펜딩 유체는 마이크로캡슐에서 캡슐화되지는 않지만 대신에 캐리어 매체, 통상적으로 폴리머 막 내부에 형성된 복수의 공극들 내부에 유지된다. 예를 들어, 모두 Sipix Imaging, Inc 에 양도된, 국제 출원 공개 번호 WO 02/01281, 및 공개된 미국 출원 번호 2002/0075556 을 참조한다.
다른 타입의 전기-광학 디스플레이가 philips 사에 의해서 개발되고, Hayes, R.A. 등의 "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (2003) 에서 설명된 전기-습윤 (electro-wetting) 디스플레이이다. 그러한 전기-습윤 디스플레이가 쌍안정하게 되는 것은 2004 년 10 월 6 일에 출원된, 계류 중인 출원 번호 10/711,802 호 (공개 번호 2005/0151709) 에서 볼 수 있다.
다른 타입의 전기-광학 물질들이 또한 본 발명에서 사용될 수도 있다. 특히 관심이 있는, 쌍안정 강유전성 액정 디스플레이 (FLC) 가 본 기술 분야에 공지되어있다.
종종, 전기영동 매체는 (예를 들어, 수많은 전기영동 매체에서, 입자는 실질적으로 디스플레이를 통해서 가시광의 전송을 방해하기 때문에) 불투명 (opaque) 하고, 반사 모드에서 동작하지만, 수많은 전기영동 디스플레이는 일 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 디스플레이가 빛을 전달하는 소위 "셔터 모드" 내에서 동작하도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 전술한 미국 특허 번호 6,130,774 및 6,172,798, 및 미국 특허 번호 5,872,552; 6,144,361; 6,271,823; 6,225,971; 및 6,184,856 을 참조한다. 전기영동 디스플레이와 유사하지만 전계 강도의 변화에 의존하는 유전영동 (dielectrophoretic) 디스플레이는 유사한 모드에서 동작할 수 있다; 미국 특허 번호 4,418,346 참조.
캡슐화된 또는 마이크로셀 전기영동 디스플레이는 통상적으로 종래의 전기영동 디바이스들의 클러스터링 및 침전 실패 모드를 경험하지 않고 매우 다양한 유연한 및 고정된 기판 상에 디스플레이를 프린팅하거나 또는 코팅하는 능력과 같은, 다른 장점들을 제공한다. (단어 "프린팅" 의 이용은 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 코팅, 슬라이드 또는 캐스캐이드 코팅, 커튼 코팅과 같은 사전-계량 코팅; 나이프 오버 롤 코팅, 순방향 및 역방향 롤 코팅과 같은 롤 코팅; 그라비어 코팅; 딥 코팅; 스프레이 코팅; 메니스커스 코팅; 스핀 코팅; 브러시 코팅; 에어 나이프 코팅; 실크 스크린 프린팅 프로세스; 정전기 프린팅 프로세스; 열 프린팅 프로세스; 잉크 젯 프린팅 프로세스; 및 전기 영동 증착 다른 유사한 기술을 포함하는 프린팅 및 코팅의 모든 형태를 포함하도록 의도되지만 이에 한정하지는 않는다.) 따라서, 그 결과물인 디스플레이는 유연할 수 있다. 또한, 이 디스플레이 매체가 (다양한 방법을 이용하여) 프린팅될 수 있기 때문에, 디스플레이 그 자체는 저렴하게 제조될 수 있다.
전기-광학 디스플레이는 통상적으로 전기-광학 물질 층 및 전기-광학 물질의 반대측 상에 배치된 적어도 두개의 다른 층들을 포함하며, 그 두개의 서로 다른 층들 중 하나는 전극 층이다. 대부분의 디스플레이에서, 층들 모두는 전극 층들이며, 전극 층들 모두 또는 하나는 디스플레이의 픽셀들을 규정하기 위해서 패턴화된다. 예를 들면, 하나의 전극 층은 연장된 로우 (row) 전극들로 패턴화될 수 있고, 다른 전극층은 로우 전극들에 수직으로 진행하는 연장된 칼럼 (column) 전극들로 패턴화될 수 있으며, 픽셀들은 로우 및 칼럼 전극들의 교차에 의해서 규정된다. 선택적으로, 및 보다 일반적으로, 하나의 전극 층은 단일 연속 전극의 형태를 가지며, 다른 전극 층은 픽셀 전극들로 패턴화되며, 그 각각은 디스플레이의 일 픽셀을 규정한다. 스타일러스, 프린트 헤드 또는 디스플레이로부터 분리된 유사한 이동가능 전극으로의 사용으로 의도된, 다른 타입의 전기-광학 디스플레이에서, 전기-광학 층에 인접한 층들 중 오직 한 층이 전극을 포함하고, 전기-광학 층의 반대측 상의 층은 통상적으로 이동가능 전극이 전기-광학 층을 훼손시키는 것을 방지하도록 의도되는 보호 층이다.
3개 층 전기-광학 디스플레이의 제조는 통상적으로 적어도 하나의 라미네이션 동작을 포함한다. 예를 들면, 상술한 MIT 및 E Ink 의 몇몇 특허 및 출원에서, 접합체내에서 캡슐들을 포함하는 캡슐화된 전기영동 매체는 인듐-주석-산화물 (ITO) 또는 플라스틱 막 상의 (최종 디스플레이의 일 전극으로 역할을 하는) 유사한 도전성 코팅을 포함하는 유연한 기판 상에 코팅되는 캡슐화된 전기영동 디스플레이를 제조하는 과정이 설명되며, 그 캡슐들/접합체 코팅은 기판에 확고하게 부착된 전기영동 매체의 코히어런트 층을 형성하기 위해서 건조된다. 개별적으로, 픽셀 전극들의 일 어레이, 및 회로를 구동하기 위해서 그 픽셀 전극들을 접속시키는 컨덕터들의 적절한 배열을 포함하는, 백플레인 (backplane) 이 준비된다. 최종 디스플레이를 형성하기 위해서, 기판 위에 캡슐/접합체 층을 가지는 기판이 라미네이션 접착제를 사용해서 백플레인으로 라미네이팅된다. (매우 유사한 프로세스가 백플레인을, 스타일러스 또는 다른 이동 가능 전극이 미끄러질 수 있는, 플라스틱 막과 같은, 단순한 보호층으로 대체하는 것에 의해서 스타일러스 또는 유사한 이동가능 전극으로 사용가능한 전기영동 디스플레이를 준비하기 위해서 사용될 수 있다.) 그러한 프로세스의 한가지 바람직한 형태에서, 백플레인은 그 자체로 유연하며 픽셀 전극들 및 컨덕터들을 플라스틱 막 또는 다른 유연한 기판 상에 프린팅하는 것에 의해서 준비된다. 이러한 프로세스에 의한 디스플레이의 대량 생산을 위한 분명한 라미네이션 기술은 라미네이션 접착제를 사용하는 롤 라미네이션이다. 유사한 제조 기술들이 다른 타입의 전기-광학 디스플레이로 사용될 수 있다. 예를 들면, 마이크로셀 전기영동 매체 또는 회전 이색성 부재 매체가 캡슐화된 전기영동 매체와 실질적으로 유사한 방식으로 백플레인에 라미네이팅될 수도 있다.
상술한 미국 특허 번호 6,982,178 에서 상술한 것처럼, 고체 전기-광학 디스플레이에서 사용된 수많은 컴포넌트들, 및 그러한 디스플레이를 제조하는 데 사용되는 방법들이 액정 디스플레이 (LCD) 에서 사용되는 기술로부터 유도되며, 그 액정 디스플레이는 물론, 고체 매체 보다는 액체를 사용하지만, 전기-광학 디스플레이이다. 예를 들면, 고체 전기-광학 디스플레이는 트랜지스터 또는 다이오드의 어레이 및 픽셀 전극들의 대응하는 어레이, 및 투명한 기판 상에 (다수의 픽셀들 및 통상적으로 전체 디스플레이에 대해서 연장되는 전극의 의미에서) "연속적" 전면 전극을 포함하는 활성 메트릭스 백플레인을 사용할 수 있으며, 이러한 컴포넌트들은 실질적으로 LCD 에서와 동일하다. 하지만, LCD들을 조립하는 데 사용되는 방법들은 고체 전기-광학 디스플레이로 사용될 수 없다. LCD 는 개별적 유리 기판 상에 백플레인 및 전면 전극을 형성하고, 그 후 그사이에 작은 어퍼처 (aperture) 를 남기는 이러한 컴포넌트들을 접착적으로 부착하고, 최종적 어셈블리를 진공 하에 위치시키고, 백플레인과 전면 전극 사이의 어퍼처를 통하여 액정이 흐르도록 액정의 배쓰에 그 조립품을 담그는 것에 의해서 통상적으로 조립된다. 마지막으로, 제자리의 액정을 가지고, 어퍼처가 최종 디스플레이를 제공하기 위해서 시일링된다.
이 LCD 조립 프로세스는 고체 전기-광학 디스플레이로 쉽게 이동될 수 없다. 전기-광학 물질이 고체이기 때문에, 백플레인 및 전면 전극이 서로에 대해서 고정되기 전에 백플레인과 전면 전극 사이에서 존재해야 한다. 또한, 둘 중 하나에 부착되지 않고 전면 전극과 백플레인 사이에 단순히 배치되는, 액정 물질과 대조적으로, 고체 전기-광학 매체는 통상적으로 둘다에 고정될 필요가 있다; 대부분의 경우에 고체 전기-광학 매체는, 일반적으로 회로를 포함하는 백플레인 상에 매체를 형성하는 것보다 일반적으로 더 쉽기 때문에, 전면 전극 상에 형성되며, 전면 전극/전기-광학 매체 조합이 그후, 전기-광학 매체의 전 표면을 접착제로 커버하는 것 및 열, 압력, 및 가능하다면 진공 하에서 라미네이팅하는 것에 의해서 백플레인으로 라미네이팅된다.
전기-광학 디스플레이는 종종 값 비싸며; 예를 들어, 휴대용 컴퓨터에서 찾아지는 컬러 LCD의 비용은 통상적으로 컴퓨터의 전체 비용의 큰 부분이다. 전기-광학 디스플레이의 사용이, 휴대용 컴퓨터보다 훨씬 덜 비싼, 휴대 전화 및 PDA 와 같은, 디바이스들로 확대되면서, 그러한 디스플레이의 비용을 감소시키려는 큰 압력이 존재한다. 상술한 것처럼, 유연한 기판 상에 프린팅 기술들에 의해서 몇몇 전기-광학 매체 층들을 형성하는 능력은 코팅된 페이퍼들, 폴리머 막 및 유사한 매체의 생성을 위해서 사용된 상업용 장치를 사용하는 롤-투-롤 코팅과 같은 대량 생산 기술을 사용하는 것에 의해서 디스플레이의 전기-광학 컴포넌트의 비용을 감소시킬 가능성을 높인다. 하지만, 그러한 장치는 값비싸고 현재 판매되는 전기-광학 매체의 넓이는 전용 장치를 위치시키기에는 불충분하여, 전기-광학 매체의 비교적 연약한 층에 손상없이 전기-광학 디스플레이의 최종 조립을 위해서 사용되는 플랜트로 상업용 코팅 플랜트에서 코팅된 매체를 운송하는 것이 통상적으로 필요하게 된다.
또한, 전기영동 디스플레이의 최종 라미네이션을 위한 대부분의 종래 기술 방법들은 전기-광학 매체, 라미네이션 접착제 및 백플레인이 최종 조립 직전에 함께 가져와지는 본질적으로 배치 (batch) 방법이며, 대량 생산에 더 적합한 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
상술한 미국 특허 번호 6,982,178 은 대량 생산에 적합한 (입자-기반 전기영동 디스플레이를 포함하는) 고체 전기-광학 디스플레이를 조립하는 방법을 설명한다. 본질적으로, 이 계류 중인 출원은, 순서대로, 광-투과 도전 층; 그 도전 층과 전기적으로 접촉하는 고체 전기-광학 매체 층; 접착제 층; 및 릴리즈 시트를 포함하는 소위 "전면 라미네이트 (FPL : front plane laminate)" 를 설명한다. 통상적으로, 광-투과 도전 층은, 기판이 영속적 훼손 없이 직경에서 드럼 (즉) 10 인치 (254 mm) 주위에 수동으로 감싸는 의미에서, 바람직하게는 유연한, 광-투과 기판 상에서 운반될 것이다. 용어 "광-투과" 는 이 특허 및 본 명세서에서는 지명된 층이 충분한 광을 투과시켜서, 그 층을 바라보는 관찰자가, 도전 층 및 (존재하면) 인접한 기판을 통해 통상적으로 보게될 전기 광학 매체의 디스플레이 상태에서의 변화를 관찰하는 것이 가능하다는 것을 의미하도록 사용된다. 기판은 통상적으로 폴리머 막이며, 통상적으로 약 1 내지 약 25 mil (25 내지 634 ㎛), 바람직하게는 약 2 내지 약 10 mil (51 내지 254 ㎛) 의 범위의 두께를 가질 것이다. 도전 층은 편리하게는, 예를 들면, 알루미늄 또는 ITO 의 얇은 금속 층이며, 또는 도전성 폴리머일 수도 있다. 알루미늄 또는 ITO 로 코팅된 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(PET) 막이, 예를 들면 E.I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington DE 로부터의 "알루미늄처리된 Mylar" ("Mylar" 는 등록된 상표임) 처럼 상업적으로 사용가능하며, 그러한 상업용 물질은 전면 라미네이트에서 좋은 결과물로 사용될 수도 있다.
상술한 미국 특허 번호 6,982,178 은 또한 전면 라미네이트의 디스플레이로의 결합 이전에 전면 라미네이트내의 전기-광학 매체를 테스트하는 방법을 설명한다. 이러한 테스트 방법에서, 릴리즈 시트가 도전 층에 제공되며, 전기-광학 매체의 광학 상태를 변화시키기에 충분한 전압이 이 도전 층과 전기-광학 매체의 반대편 상의 도전 층 사이에 인가된다. 전기-광학 매체의 관찰은 그후 매체내의 몇몇 결함을 드러내어, 결함있는 전기-광학 매체를 디스플레이로 라미네이팅하는 것을 피하며, 단지 결함있는 전면 라미네이트가 아니라, 전체 디스플레이를 폐기하는 결과적 비용을 피한다.
상술한 미국 특허 번호 6,982,178 은 또한 릴리즈 시트 상에 정전기 전하를 위치시켜서, 이미지를 전기-광학 매체 상에 형성하는 것에 의해서, 전면 라미네이트에서 전기-광학 매체를 테스트하는 제 2 방법을 설명한다. 이 이미지는 그후 전기-광학 매체내의 몇몇 결함을 탐지하는 앞선 방법과 동일한 방법으로 관찰된다.
상술한 2004/0155857 은 상술한 미국 특허 번호 6,982,178 의 전면 라미네이트의 실질적으로 단순화된 버전인, 소위 "더블 릴리즈 막" 을 설명한다. 더블 릴리즈 시트의 한가지 형태는 두개의 접착제 층들 사이에 샌드위치된 고체 전기-광학 매체 층을 포함하며, 그 접착제 층들 중 하나 또는 모두는 릴리즈 시트로 커버된다. 더블 릴리즈 시트의 다른 형태는 두개의 릴리즈 시트 사이에 샌드위치된 고체 전기-광학 매체 층을 포함한다. 더블 릴리즈 막의 두 형태는 이미 설명한 전면 라미네이트로부터 전기-광학 디스플레이를 조립하는 프로세스와 일반적으로 유사하지만 두개의 개별적 라미네이션을 포함하는 프로세스에서의 사용으로 의도된다; 그 두개의 라미네이션의 순서가 필요하다면 바뀔 수 있지만, 통상적으로 제 1 라미네이션에서, 더블 릴리즈 시트는 전면 하부-조립을 형성하기 위해서 라미네이팅되며, 그후 제 2 라미네이션에서 전면 하부-조립이 최종 디스플레이를 형성하기 위해서 백플레인으로 라미네이팅된다.
상술한 계류 중인 출원 번호 11/550,114 는, 상술한 미국 특허 번호 6,982,178 에서 설명된 전면 라미네이트의 변형형태인, 소위 "반전된 전면 라미네이트" 를 설명한다. 이러한 반전된 전면 라미네이트는 광 투과 보호 층 및 광 투과 도전 층 중 적어도 하나; 접착제 층; 고체 전기-광학 매체 층; 및 릴리즈 시트를 순서대로 포함한다. 이러한 반전된 전면 라미네이트는 전기-광학 층과 전면 전극 또는 전면 기판 (front substrate) 사이에 라미네이션 접착제 층을 가진 전기-광학 디스플레이를 형성하기 위해서 사용되며; 접착제의 제 2 의 통상적으로 얇은 층이 전기-광학 층과 백플레인 사이에 존재할 수도 존재하지 않을 수도 있다. 그러한 전기-광학 디스플레이는 좋은 해상도를 좋은 저온 성능과 결합할 수 있다.
상술한 계류 중인 출원 번호 11/550,114 는 또한 반전된 전면 라미네이트를 사용해서 전기-광학 디스플레이의 큰 부피 제조를 위해서 설계된 다양한 방법을 설명하며; 이러한 방법들의 바람직한 형태는 한번에 복수의 전기-광학 디스플레이의 컴포넌트의 라미네이션을 허용하도록 설계된 "멀티-업 (multi-up)" 방법이다.
상술한 미국 특허 6,982,178 은 또한, 몇몇 전기-광학 매체는 습기 및 자외선 노출에 민감하고 대부분의 그러한 매체는 기계적 손상을 받기 쉽기 때문에, 환경적 오염 물질로부터 전기-광학 매체를 보호하는 중요성을 설명한다. 이 공개된 출원은, 도 10 에서, 전면 라미네이트가 백플레인으로 라미네이팅되는 동일한 라미네이션 동작에서 전면 라미네이트에 대해서 보호막이 라미네이팅되는 프로세스를 도시하며; 그러한 보호막은 습기, 다른 액체들 및 몇몇 기체들의 침임으로부터 전기-광학 매체를 보호할 수 있다. 하지만, 그러한 보호 막을 가진 경우라도, 전기-광학 매체의 에지는 여전히 그 환경에 노출되고, 이 공개된 출원은, 디스플레이의 외부 에지 주변의 습기 및 다른 오염물의 침입을 방지하는 역할을 하는, 에지 시일을 디스플레이가 포함하는 것이 추천된다는 것을 설명한다. 다양한 타입의 에지 시일이 이 공개된 출원의 도 11 내지 도 17 에서 도시된다. 이 에지 시일은 FPL의 에지에 대해서 부착된, 금속화된 박 (foil) 또는 다른 배리어 (barrier) 박, 투입된 실런트 (sealant)(열적, 화학적, 및/또는 방사 경화된), 폴리이소부틸렌 또는 아크릴레이트계 실런트, 및 기타등등으로 구성된다. 하이브리드 방사 및 열 경화 실런트 (즉, 열적 포스트-베이크로 UV 경화) 는 디스플레이 시스템 성능에 몇몇 장점을 제공한다. (Threebond Corporation, Cincinnati, OH 로부터의) Threebond 30Y-491 물질이 그 바람직한 수증기 배리어 성능, 에지 시일 물질의 용이한 투입을 위한 상승한 온도에서의 낮은 점도, 좋은 습윤 특성, 및 조정가능 경화 성능 때문에 특히 바람직하다. 당 기술 분야 및 개선된 실런트에 익숙한 당업자는 비교할만한 성능을 제공하는 다른 실런트들을 취급할 수 있을 것이다.
상술한 미국 특허 6,982,178 의 도 20 은 전면 보호 층 및 에지 시일을 가진 전기-광학 디스플레이의 바람직한 형태를 도시한다. 이러한 바람직한 디스플레이는 액정 디스플레이로 사용되며 픽셀 전극들의 메트릭스를 가진 백플레인에 일반적으로 유사한 박막 트랜지스터 (TFT) 백플레인과 픽셀 전극들에 인가된 전압을 독립적으로 제어하는 관련된 박막 트랜지스터 및 컨덕터들을 포함한다. 테이프 접속 패키지는 백플레인의 주변 부에 접속되고 (디스플레이의 동작을 제어하는) 구동기 집적 회로가 제공된다; 테이프 접속 페키지는 또한 디스플레이의 동작을 제어하는 추가적 회로를 포함하는 인쇄용 회로 보드에 접속된다.
(상술한 도 20 에 도시된 것처럼) 백플레인의 상부면 상에는 라미네이션 접착제 층, 전기-광학 매체 층, 전면 전극 및 전면 기판이 배치되며; 전면 전극 및 전면 기판 모두는 인듐-주석-산화물 코팅된 폴리머 막으로 편리하게 형성되며, 이미 언급한 바와 같이, 그러한 코팅된 막들은 쉽게 상업적으로 사용가능하다. 라미네이션 접착제 층, 전기-광학 층, 전면 전극 및 전면 기판은 모두 백플레인으로 라미네이팅되었던 전면 라미네이트로부터 유도된다. 전면 전극 및 전면 기판의 일 부분이 전기-광학 층을 넘어서 연장되며, 전면 전극 및 전면 기판의 연장된 부분에서, 실버 잉크로 형성된 도전체는 전면 전극을 백플레인 상에 제공된 회로에 전기적으로 접속시키며, 그에 반하여, 접착제 층은 전면 전극의 연장된 부분을 백플레인에 고정시킨다.
전면 기판 상으로 제 1 광학적으로 투명한 접착제 층, 배리어 막, 제 2 광학적으로 투명한 접착제 층 및, 노출된 표면 상에 반-글래어 (glare) 코팅으로 제공된 비교적 두꺼운 보호 막이 연속적으로 배치된다. 보호 막은 자외선이 전기-광학 층에 도달하는 것을 방지하는 역할을 하고, 또한 대기중 습기 또는 다른 오염물질이 이 층에 도달하는 것을 방지한다.
전기-광학 층 주변에 완벽한 시일을 형성하기 위해서, 배리어 막, 제 2 광학적으로 투명한 접착제 층 및 보호 막 모두는 전면 기판보다 양쪽 치수에서 모두 더 크게 만들어져서, 이 층들이 전면 기판의 외부 에지를 연장시키거나 "돌출하는 (overhang)" 주변 부를 가진다. 전기-광학 층의 시일링을 완벽하게 하기 위해서, 경화성 에지 시일링 물질이, 통상적으로 니들 디스펜서를 통하여, 그 돌출의 영역으로 삽입되고, 전기-광학 층을 완벽하게 에워싸는 에지 시일을 형성하기 위해서 보호된다.
이러한 타입의 에지 시일은 습기 및 다른 환경적 오염 물질들의 전기-광학 매체의 침입을 방지하는 데 효과적이다. 하지만, 캡슐화된 전기영동 및 다른 전기-광학 매체, 예를 들면 회전 이색성 부재 및 마이크로셀 매체들의 장점들 중 하나는 유연한 디스플레이에서 사용될 정도로 충분히 유연하다는 점이다. 상술한 타입의 에지 시일, 및 유사한 에지 시일은, 에지 시일이 그자체로 디스플레이에 견고함을 부여하기 때문에 유연한 디스플레이의 사용에는 적합하지 않다.
따라서, 유연한 전기-광학 디스플레이에서 사용될 수 있는 에지 시일에 대한 필요성이 존재하며, 본 발명은 그러한 에지 시일을 제공하려고 한다.
본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인 (backplane);
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층으로서, 상기 백플레인의 주변부가 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 연장되도록 상기 백플레인보다 양쪽 치수에서 더 작은, 상기 전기-광학 물질 층;
상기 백플레인으로부터 상기 전기-광학 물질 층의 반대측 상에 배치된 광 투과 전극;
상기 전기-광학 물질 층로부터 상기 광 투과 전극의 반대측 상에 배치된 전극 지지체;
상기 전기-광학 물질 층으로부터 상기 전극 지지체의 반대측 상에 배치된 보호층으로서, 관찰자가 디스플레이를 볼 수 있는 노출된 시야면을 가진, 상기 보호층; 및
환경으로부터 상기 전기-광학 물질로의 물질의 침입을 방지하는 시일링 물질로서, 상기 백플레인의 상기 주변부로부터 상기 보호층의 상기 노출된 시야면으로 연장되며 상기 노출된 시야면의 주변부를 오버랩하는, 상기 시일링 물질을 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이 디스플레이는 본 명세서에서 편의상 본 발명의 "오버랩된 시일링 물질" 또는 "OSM" 디스플레이라고 불린다.
그러한 OSM 디스플레이 (및 이하 설명될 다양한 다른 디스플레이들) 는 전극 지지체 및 보호 층 사이에서 광학적으로 투명한 접착제 층을 더 포함할 수도 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, OSM 디스플레이는 백플레인과 전기-광학 물질 사이에 접착제 층을 더 포함할 수도 있다.
OSM 디스플레이 (및 이하 설명될 다른 디스플레이들) 는 상술한 고체 전기-광학 물질들의 임의의 타입들을 사용할 수도 있다. 따라서, 예를 들면 본 디스플레이들은 회전 이색성 부재 또는 전기변색 물질을 사용할 수도 있다. 선택적으로, 디스플레이들은 유체내에 배치되며 전계의 영향하에서 유체를 이동할 수 있는 복수의 전기적 전하를 띈 입자들을 포함하는 전기영동 물질을 사용할 수도 있다. 전기적으로 전하를 띈 입자들은 및 유체는 복수의 캡슐들 또는 마이크로셀들 내에서 한정될 수도 있고, 또는 폴리머 물질을 포함하는 연속적 페이즈에 의해서 에워싸이는 복수의 분리된 방울들로 존재할 수도 있다. 유체는 액체일 수도 또는 기체상태일 수도 있다.
본 발명은 또한,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층;
상기 백플레인으로부터 상기 전기-광학 물질 층의 반대측 상에 배치된 전면 기판;
상기 전기-광학 물질 층으로부터 상기 전면 기판 반대측 상에 상기 전면 기판에 인접하게 배치된 제 1 보호 시트; 및
상기 전기-광학 물질 층으로부터 상기 백플레인 반대측 상에 상기 백플레인에 인접하게 배치된 제 2 보호 시트를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 보호 시트는, 상기 제 1 및 제 2 보호 시트들의 주변부가, 각각, 상기 전면 기판 및 백플레인의 에지들을 넘어서 연장되도록 각각 상기 전면 기판 및 백플레인 보다 양쪽 치수에서 더 크며,
상기 제 1 및 제 2 보호 시트들의 주변주가 서로에 대해서 고정되어, 상기 전기-광학 디스플레이를 시일링하는, 전기-광학 디스플레이를 제공할 수도 있다.
본 발명의 이 디스플레이는 본 명세서에서 편의상, 본 발명의 "더블 시일링된 보호 시트" 또는 "DSPS" 디스플레이로 불릴 수도 있다. 그러한 DSPS 디스플레이에서, 제 1 및 제 2 보호 시트들은 임의의 편리한 방식으로, 예를 들면 용접 (welding) 에 의해서 또는 접착제에 의해서, 서로 고정될 수도 있다. DSPS 디스플레이는 전면 기판과 제 1 보호 층 사이에 광학적으로 투명한 접착제 층을 더 포함할 수도 있다. 그러한 디스플레이는 백플레인과 전기-광학 물질 층 사이에서 및/또는 전기-광학 물질 층과 전면 기판 사이에서 접착제 층을 더 포함할 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층으로서, 상기 백플레인의 주변부가 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 연장되도록 상기 백플레인보다 양쪽 치수에서 더 작은, 상기 전기-광학 물질 층; 및
상기 백플레인으로부터 상기 전기-광학 물질 층의 반대측 상에 배치된 보호층으로서, 상기 보호층의 주변부는 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 연장되며 상기 백플레인의 주변부에 용접되거나 열 시일링되는, 상기 보호층을 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이 디스플레이는 편의상 본 명세서에서, 본 발명의 "단일 시일링된 보호 시트" 또는 "SSPS" 디스플레이로 불릴 수도 있다. 그러한 SSPS 디스플레이에서, 백플레인은 하나 이상의 배리어 층들을 포함할 수도 있다. 백플레인은 또한, 예를 들면 폴리머 막 형태로, 유연할 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층으로서, 상기 백플레인의 주변부가 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 연장되도록 상기 백플레인 보다 양쪽 치수에서 더 작은, 상기 전기-광학 물질 층;
상기 백플레인으로부터 상기 전기-광학 물질 층의 반대측 상에 배치된 보호 층으로서, 상기 보호 층의 주변부는 상기 전기-광학 물질 층의 에지를 넘어서 연장되며 상기 백플레인의 주변부에 인접하게 놓이는, 상기 보호 층; 및
상기 환경으로부터 상기 전기-광학 물질로의 물질의 침입을 방지하기 위한 시일링 물질로서, 상기 백플레인의 상기 주변부로부터 상기 보호 층의 인접한 면에 연장되는, 상기 시일링 물질을 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이 디스플레이는 편의상 본 명세서에서 본 발명의 "실러를 가진 단일 보호 시트" 또는 "SPSS" 로 불릴 수도 있다.
본 발명의 이 디스플레이의 바람직한 실시형태에서, 제 2 보호 층이 (제 1) 보호 층의 반대측 상에 제공될 수도 있고 시일링 물질이 백플레인의 주변부로부터 제 2 보호 층으로 연장된다.
다른 양태에서, 본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
제 1 라미네이션 접착제 층;
전기-광학 물질 층;
제 2 라미네이션 접착제 층; 및
전면 기판을 순서대로 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 라미네이션 접착제 층의 주변부는 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되며, 상기 제 1 및 제 2 라미네이션 접착제 층들의 주변부는 서로 접촉하며 그것에 의하여 상기 전기-광학 물질 층 주변에 시일을 형성하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이러한 디스플레이는 편의상 본 명세서에서 본 발명의 "더블 접착제 시일" 또는 "DAS" 디스플레이로 불릴 수도 있다.
이 전기-광학 디스플레이의 한가지 형태에서, 보호 층은 제 2 라미네이션 층으로부터 전면의 반대측 상에 제공될 수 있고, 백플레인은 제 1 라미네이션 층 보다 양쪽 치수에서 더 커서, 백플레인의 주변부가 제 1 라미네이션 층의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장될 수 있으며, 시일링 물질은 백플레인의 주변부로부터 보호 층으로 연장되어, 전기-광학 물질 층 주변에 추가적 시일을 형성하면서 제공될 수도 있다. 광학적으로 투명한 접착제는 전면 기판과 보호 층 사이에 제공될 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
전기-광학 물질 층으로서, 상기 백플레인의 주변부가 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 연장되도록 상기 백플레인보다 양쪽 치수에서 더 작은, 상기 전기-광학 물질 층;
라미네이션 접착제 층; 및
전면 기판을 순서대로 포함하며,
상기 라미네이션 접착제 층의 주변부는 상기 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되며 상기 백플레인의 주변부에 접촉하며, 그것에 의해서 상기 전기-광학 물질 층 주변에 시일을 형성하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이러한 디스플레이는 편의상 본 명세서에서 본 발명의 "단일 접착제 시일" 또는 "SAS" 디스플레이로 불릴 수도 있다.
상술한 본 발명의 디스플레이들에서 처럼, SAS 디스플레이는 라미네이션 접착제 층으로부터 전면 기판의 반대측 상에 제공된 보호 층을 더 포함하며, 백플레인은 전기-광학 물질 층보다 양쪽 치수에서 더 커서, 백플레인의 주변부가 전기-광학 물질 층의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되며, 시일링 물질은 백플레인의 주변부로부터 보호 층으로 연장되면서 제공될 수도 있다.
다른 태양에서, 본 발명은,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
전기-광학 물질 층;
라미네이션 접착제 층; 및
전면 기판을 순서대로 포함하며,
상기 백플레인 및 상기 전면 기판은 상기 백플레인 및 상기 전면 기판의 주변부가 상기 전기-광학 물질 층 및 상기 라미네이션 접착제 층의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장될 수 있도록, 상기 전기-광학 물질 층 및 상기 라미네이션 접착제 층 보다 양쪽 치수에서 더 크며,
환경으로부터의 상기 전기-광학 물질로의 물질의 침입을 방지하기 위한 시일링 물질로서, 상기 백플레인의 주변부로부터 상기 전면 기판의 상기 주변부로 연장되는, 상기 시일링 물질을 더 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이 디스플레이는 편의상 본 명세서에서 본 발명의 "연장된 전면 기판" 또는 "EFS" 디스플레이로 불릴 수도 있다.
이 전기-광학 디스플레이에서, 라미네이션 접착제의 제 2 층은 백플레인과 전기-광학 물질 층 사이에서 제공될 수도 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 전기-광학 디스플레이는 전기-광학 물질 층으로부터 전면 기판의 반대측 상에 배치된 보호 시트를 더 포함하며, 보호 층은 전면 기판의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되며, 시일링 물질은 보호 시트에 접촉하도록 연장될 수 있다.
본 발명은 또한 디스플레이의 시일링이 디스플레이의 주변부 주위에 연장되고 부착되는 유연성 테이프를 이용해서 달성되는 다양한 타입들의 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
따라서, 본 발명은,
전기-광학 디스플레이로서,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층;
상기 백플레인으로부터 상기 전기-광학 물질 층의 반대측 상에 배치된 전면 기판; 및
상기 전기-광학 디스플레이의 주변부 주위로 연장하는 유연성 테이프로서, 환경으로부터 상기 전기-광학 물질로의 물질의 침입을 방지하기 위한 시일링 층, 및 상기 백플레인 및 전면 기판의 주변부에 접착적으로 부착되어, 그것에 의해서 전기-광학 물질 층을 시일링하는 접착제 층을 포함하는, 상기 유연성 테이프를 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 이 디스플레이는 편의상 본 명세서에서 본 발명의 "테이프 시일링된" 또는 "TS" 디스플레이로 불릴 수도 있다.
이러한 "테이프 시일링된" 디스플레이의 여러가지 형태가 존재한다. 그러한 한가지 형태로, 테이프가 전면 기판 및 백플레인의 주변부에 한정되며, 전면 기판 및 백플레인의 주요부는 테이프에 의해서 커버되지는 않는, 즉, 테이프는 단순히 디스플레이의 주변부에 연장되며, 바람직하게는 테이프의 접착제 층의 부분들은 전면 기판 및 백플레인의 노출된 주요 면들의 주변 영역 (즉, 백플레인의 뒷면 및 디스플레이의 시야면의 주변 영역) 에 고정된다. 테이프 시일링된 디스플레이의 다른 형태에서, 테이프는 전기-광학 물질 층으로부터 멀리 있는 백플레인의 전체 면에 대해서 계속적으로 연장된다. TS 디스플레이의 이러한 형태에서, 통상적으로 테이프는 디스플레이의 주변부에 연장되며 전면 기판의 주변 영역에 고정되지만, 테이프는 백플레인의 전체 뒷면에 대해서 계속적으로 연장된다. 테이프 시일링된 디스플레이의 이 형태는, 몇몇 유연한 백플레인들의 경우에서 처럼, 백플레인 그자체가 전기-광학 물질의 충분한 시일링을 제공하지 못하는 경우에, 유용할 것이다. 테이프 시일링된 디스플레이의 다른 형태에서, 백플레인은 양쪽 치수에서 전면 기판보다 더 커서 백플레인의 주변부는 전면 기판의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되고, 테이프의 접착제 층은 백플레인의 주변부에 및 전면 기판의 노출된 주요 면 (즉, 디스플레이의 시야면) 에 고정될 수 있게 된다. 디스플레의 실질적으로 유사한 형태는 동일한 확장된 백플레인을 제공하고, 디스플레이의 에지에 유연한 실런트를 적용하여 실런트가 백플레인의 주변 영역으로부터 전면 기판으로 연장되고 전면 기판의 노출된 주요면의 주변부를 오버랩할 수 있고, 유연한 실런트에 대해서 유연한 배리어 층을 적용하는 것에 의해서 미리 형성된 테이프를 사용하지 않고 제공될 수 있다.
시일링된 전기-광학 디스플레이의 다른 형태는, 통상적으로 불연속 테이프를 사용하여 형성되지 않지만, 테이프 시일링된 디스플레이로 개념적으로 간주될 수도 있다.
이러한 타입의 디스플레이는,
적어도 하나의 전극을 포함하는 백플레인;
상기 백플레인에 인접하게 배치된 전기-광학 물질 층;
라미네이션 접착제 층; 및
전면 기판을 순서대로 포함하며,
상기 라미네이션 접착제 층 및 상기 전면 기판 모두는 상기 전기-광학 물질 층의 에지 주위를 연장되며, 상기 라미네이션 접착제 층은 상기 백플레인에 고정되고 상기 전면 기판은 상기 백플레인에 접촉하는 상기 라미네이션 접착제 층의 부분을 덮는다.
따라서, 이러한 형태의 TS 디스플레이에서, 라미네이션 접착제 층은 전기-광학 물질 층과 전면 기판 사이에 존재하며, 전면 기판과 인접한 라미네이션 접착제 층 모두는 백플레인만큼 멀리 전기-광학 물질 층의 에지들 주변으로 연장되고, 라미네이션 접착제 층은 백플레인 및 그 백플레인에 접촉하는 라미네이션 접착제 층의 부분들을 덮는 전면 기판에 고정된다; 전면 기판 및 인접한 라미네이션 접착제 층의 "연장부" 는 동일한 물질들 상에 형성된 실제 연장부이거나 또는 개별적 조각들일 수도 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 디스플레이를 포함하는 전자북 리더기, 휴대용 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 휴대용 전화, 스마트 카드, 간판, 시계, 선반 라벨 또는 플래쉬 구동기를 또한 제공할 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 오버랩되는 시일링 물질 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 더블 시일링된 보호 시트 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 단일 시일링된 보호 시트 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 4 는 도 3 에 도시된 전기-광학 디스플레이의 실러 변형형태를 가진 단일 보호 시트에 대한 개략도이다.
도 5 는 추가적 전면 보호 시트를 병합하기 위한 도 4 에 도시된 전기-광학 디스플레이의 다른 변형형태에 대한 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 더블 접착성 시일 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 7 은 추가적 전면 보호 시트를 병합하기 위한 도 6 에서 도시된 전기-광학 디스플레이의 수정 형태에 대한 개략도이다.
도 8 은 본 발명의 단일 접착성 시일 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 9 는 두개의 라미네이션 접착제 층들을 가진 본 발명의 제 1 연장된 전면 기판 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 10 은 오직 하나의 라미네이션 접착제 층을 가진 본 발명의 제 2 연장된 전면 기판 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 11 은 추가적 전면 보호 시트를 병합하기 위해서 도 10 에 도시된 전기-광학 디스플레이의 변형형태에 대한 개략도이다.
도 12 는 본 발명의 단순한 테이프 시일링된 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 13 은 테이프가 백플레인의 뒷면으로 연장되는 본 발명의 제 2 테이프 시일링된 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 14 는 본 발명의 제 3 테이프 시일링된 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
도 15 는 테이프 시일이 디스플레이의 전면 기판 및 인접한 접착제 층의 연장에 의해서 형성되는 본 발명의 개념적으로 테이프 시일링된 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다.
모든 수반된 도면들은 개략적이며 크기 조정되지 않았음을 주의해야 한다. 특히, 예시의 편의를 위해서, 도면에서의 다양한 층들의 두께는 그 실제 두께에 대응하지는 않는다. 또한, 모든 도면에서, 다양한 층들의 두께는 그 측면 치수에 상대적으로 크게 과장되었다.
감을 수 있으면서 (rollable), 유연한, 전기-광학 디스플레이, 특히 캡슐화된 전기영동 매체를 사용하는 것들은 중요한 새로운 판매 시장 기회를 준다; 예를 들면, 콤팩트한 형태에서 저장될 수 있는 넓은 디스플레이는 오직 작은 디스플레이 스크린으로 채워지는 전자 장치 상에 추가적 디스플레이 디바이스로 유용할 수 있지만, 여기에서, 더 넓은 디스플레이 스크린이 종종 유용할 것이다; 그러한 디바이스들의 예들은 전자 메일을 수신하도록 갖추어진 휴대 전화를 포함한다. 하지만, 그러한 유연한 전기-광학 디스플레이는 디스플레이의 전기-광학 성능 또는 운용 기간에 나쁘게 영향을 줄 수 있는 수증기 및 다른 환경적 오염 물질의 침입을 방지하기 위해서 시일링을 통상적으로 요구할 것이다. 상술한 미국 특허 번호들 6,982,178 및 7,110,164, 및 특허 공개 번호 2004/0155857 모두는 전기-광학 디스플레이의 시일링을 설명하지만, 대부분의 디스플레이는 유리 또는 유사한 백플레인 상에 형성되어, 견고한 것으로 간주되며, 유연한 디스플레이에 대한 적절한 시일링 기술들을 선택할 때 추가적 어려움이 발생한다. 시일링 물질의 구조적 특성 및 배리어 성능은 유연한 디스플레이에서 충분한 시일링을 제공하기 위해서, 최종 디스플레이의 구조 뿐만 아니라, 주의깊게 고려될 필요가 있다.
이하 상세히 설명되듯이, 기판, 에지 시일 물질 및 조립 기술의 조합을 사용해서 유연한 디스플레이를 시일링하는 여러 방법들이 존재한다. 이후 설명의 목적을 위해서, 용어 "백플레인" 은 전기-광학 디스플레이의 기술 분야에서 및 상술한 특허들 및 공개된 출원들에서 하나 이상의 전극들이 제공된 견고한 또는 유연한 물질을 의미하도록 종래의 의미와 일치하는 것으로 본 명세서에서 사용된다. 백플레인은 또한 디스플레이를 다루기 위한 전자 장치들이 또한 제공될 수도 있거나, 그러한 전자장치들은 백플레인과 분리된 유닛에서 제공될 수도 있다. 유연한 디스플레이에서, 백플레인은 디스플레이의 비-시야 면을 통하여 습기 및 다른 오염 물질의 침입을 방지하는 충분한 배리어 성능을 제공한다 (디스플레이는 물론 백플레인에서 멀리 있는 면으로부터 통상 보여진다). 하나 이상의 추가적 배리어 층들은 습기 및 다른 오염 물질들의 침입을 감소시키기 위해서 백플레인에 추가될 필요가 있다면, 배리어 층들은 전기-광학 층에 가능한 가깝게 위치되어, 낮은 배리어 물질의 작거나 또는 어떠한 에지 윤곽도 전면 (상술한) 및 뒷면 배리어 층들 사이에 존재하지 말아야 한다.
용어 "전면 기판" 은 전기-광학 디스플레이 기술 분야에서 및 상술한 특허 및 공개된 출원에서, 광-투과성인 (바람직하게는 투명한) 견고하거나 유연한 물질을 의미하도록, 종래 의미와 본 명세서에서 일치하게 사용된다. 이미 상술한 것처럼, 디스플레이로부터 분리된 유사한 기록 도구의 스타일러스로 기록된 일부 디스플레이들 그자체는 전면 전극을 요구하지 않지만, 전면 기판은 통상적으로 적어도 하나의 전극, 보다 일반적으로는 전체 디스플레이에 연장되는 단일 연속 전면 전극을 포함할 것이다. 상술한 몇몇 바람직한 실시형태에서 처럼, 전면 기판과 시야 표면 사이에 개제된 추가적 층들이 존재하더라도, 통상적으로, 전면 기판의 노출된 표면은 관찰자가 디스플레이를 보는 시야 면을 형성할 것이다. 백플레인을 가진 경우처럼, 전면 기판은 디스플레이의 시야면을 통한 습기 및 다른 오염 물질의 침입을 방지하는 충분한 배리어 성능을 제공할 필요가 있다. 하나 이상의 추가적 층들이 습기 및 다른 오염 물질들의 침입을 감소시키기 위해서 전면 기판에 추가될 필요가 있다면, 배리어 층들은 전기-광학 층에 가능한 가깝게 위치되어, 낮은 배리어 물질의 약간의 또는 어떠한 에지 윤곽도 전면 및 뒷면 배리어 층들 사이에 존재하지 않아야 한다.
상술한 미국 특허 번호들 6,982,178 및 7,110,164, 및 특허 공개 번호 2004/0155857 에서 설명된 바와 같이, 전기-광학 디스플레이에 대한 전면 기판의 바람직한 형태는 PET 상의 ITO 의 얇은 층을 포함하며, 그러한 코팅된 막들은 이미 상업적으로 사용가능하다. 그러한 전면 기판에서, ITO 층은 배리어 물질로 역할을 하지만, 현실적으로 습기 및 다른 오염 물질들이 전기-광학 물질로 통과할 수 있는, 핀홀들 및 크랙들을 불가피하게 겪게 된다. 그러한 PET/ITO 또는 유사한 전면 기판의 시일링 성능을 증가시키기 위해서, 전면 기판 상으로 중복된 배리어 층을 라미네이팅하는 것이 바람직하고, 이 중복된 배리어 층은 호모 폴리머 (예를 들면, 등록된 상표 "ACLAR" 하 Honeywell Corporation 로부터 사용가능한, 폴리클로로트리플루오르에틸렌) 또는 스퍼터링된 세라믹 (예를 들면, 상표명 Toppan GX Film 하 Toppan Printing Company 로부터 사용가능한 AlOx) 로 형성된다. 중복 배리어 층은 유연한 디스플레이를 제공할 정도로 얇아야 하며, 이론적으로는 12 ㎛ 이지만, 충분히 유연하면 5 mil (127 ㎛) 만큼 두꺼울 수도 있다. 접착제 층이 전면 기판에 중복 배리어 층을 부착할 것을 요구하는 경우에, 접착제 층은 투명하고, 무색이며, 얇고, 유연해야 하며, (디스플레이가 구부러지거나 말려진 때) 낮은 크립 (creep) 을 가져야 하며, 디스플레이의 동작 범위내에서는 모든 온도에서 견딜수 있어야 한다. 일부 교차-결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트가 그러한 접착제들로 사용될 수 있다.
선택적으로, PET/ITO 또는 유사한 전면 기판의 배리어 성능은 중복 금속 산화 층 (예를 들면 알루미나 층) 을 ITO 층으로부터 전면 기판의 반대측 상에 또는 ITO 층 밑 중 하나에 코팅하는 것에 의해서 개선될 수 있다. ITO 층 및 중복 금속 산화 층의 조합은 ITO 층의 두께를 증가시키는 것에 의해서 배리어 성능을 개선시키려고 시도할 때 발생하는, 기판의 과도한 황화 현상 (yellowing) 없이 전면 기판의 배리어 성능을 (예를 들면 ITO 층에서 불가피한 크랙들 및 핀홀들을 통한 수증기의 이동을 감소시키는 것에 의해서) 개선시킨다. 단순한 금속 산화 층 대신에, 3047 Orchard Parkway, San Jose, CA 95134의 Vitex Systems, Inc 에 의해서 사용가능한, Barix (등록 상표) 시일링 물질과 같은, 세라믹 물질을 포함한 더 복잡한 구조가 사용될 수 있다; 다시 배리어 층이 ITO 층으로부터 멀리 떨어진 전면 기판의 표면 상에 또는 ITO 층 밑에 제공될 수 있다. Vitex Systems 는 현재 상표명 FlexGlass 200 하에서 Barix 및 ITO 층들을 품는 폴리머 막을 판매하지만, 폴리머 막은 5 mil (127 ㎛) PEN 이다.
유연성, 비용 및 다른 특별한 성능과 같은 성능들 뿐만 아니라, 전면 기판의 배리어 성능은 전면 기판에 사용된 폴리머 및 도전성 물질 모두의 신중한 선택에 의해서 제어될 수도 있다. 거의 유연한, 광-투과 폴리머가 원칙적으로 사용될 수도 있다; 적절한 폴리머들로 PET, PEN, 폴리카보네이트, (등록 상표 "SARAN" 으로 판매된) 폴리(비닐리덴 클로라이드), (등록 상표 "ACLAR" 및 "CLARIS" 으로 판매된) 폴리클로로트리플루오르에틸렌, JSR Company 에 의한 등록 상표 "ARTON" 으로 판매되는 트리아세틸 셀룰로우즈, 폴리에테르술폰 (PES) 및 이 물질들 중 두개 이상의 라미네이트을 포함한다. 적절한 투명한 도전성 물질로는 ITO, Baytron P (등록 상표) 와 같은 유기 도전성 폴리머들, 탄소 나노튜브, 및 대략 104 ohms/square 미만의 저항을 갖는 다른 적절한 도전성 광 투과 컨덕터 (60 % 초과의 투과율) 를 포함한다.
본 발명의 바람직한 디스플레이가, 수반된 도면들을 참조하여, 오직 예시로써만, 설명될 것이다. 모든 경우에서, 전기-광학 층은 캡슐화된 전기영동 층, 폴리머-분배된 전기영동 층, 또는 상술한 몇몇 다른 타입의 전기-광학 층일 수도 있다. 디스플레이는 전면 기판 및/또는 백플레인에 전기-광학 물질을 부착하기 위해서 한개 또는 두개의 라미네이션 접착제 층들을 포함할 수도 있다. 디스플레이는 라미네이션 접착제 층을 통해서 보여질 수도 있고, 디스플레이는 직접 코팅 및 라미네이션에 의해서, 또는 전면 라미네이트, 반전된 전면 라미네이트, 또는 "Reference to Related Applications" 섹션에서 언급된 특허들 및 출원들에서 설명된 더블 릴리즈 막의 사용에 의해서 조립될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 디스플레이가 통상적으로 전면 기판을 통해서 보여지더라도, 몇몇 경우에서 광-투과 백플레인이 더블-면을 가진 디스플레이, 또는 상술한 셔터 모드에서 동작하는 것을 제공하도록 사용될 수 있다. 모든 수반된 도면에서, 전기-광학 디스플레이는 상부에서 디스플레이의 시야 면 (선택적으로 전면 이라고도 불림) 으로 도시되어, 전면 및 뒷면에 대한 참조는 관련 도면에 도시된 바와 같이 각각 상부 및 하부 면을 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 오버랩된 시일링 물질 디스플레이 (100 으로 지정됨) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (100) 는 라미네이션 접착제 층 (104), (폴리머 접합체에서 복수의 캡슐들을 포함하는 캡슐화된 전기영동 물질로 도시되지만, 물론 다른 타입의 전기-광학 물질이 사용될 수 있는) 전기-광학 물질 층 (106), 전기-광학 물질 층 (106) 위에 ITO 의 얇은 층 (이 ITO 층은 도 1 에서 분리되어 도시되지는 않음) 을 지탱하는 PET 막을 포함하는 전면 기판 (108), 광학적으로 투명한 접착제 층 (미도시) 에 의해서 전면 기판에 고정된 보호 또는 배리어 층 (110) 이 순서대로 배치된, 유연한 백플레인 (102) 을 포함한다. 층들 (104-110) 은, 백플레인 (102) 의 크기보다는 작지만, 모두 동일한 크기임을 주의해야 한다 (도 1에서 명확하지는 않지만, 실제로 층들 (104-110) 은 양쪽 치수에서 백플레인 (102) 보다 작다). 따라서, 백플레인 (102) 의 주변부 (102P 로 지정됨) 는 층들 (104-110) 의 주변부 주위에 이 층들의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장된다.
에지 시일 (112) 은 디스플레이 (100) 의 에지 주위에 시일링 물질의 비드를 투입하는 것에 의해서 형성되며, 에지 시일 (112) 은 백플레인의 주변부 (102P) 로부터 배리어층 (110) 으로 연장되며, 배리어 층 (110) 의 전면의 주변부를 오버랩한다. 이 방식에서 디스플레이의 전면을 넘어서 에지 시일을 오버랩하는 것은 높은 기계적 내구성을 가진 에지 시일을 고정하는 데 중요하다는 것이 알려졌다. 에지 시일 (112) 을 형성하는 데 사용되는 물질은 충분한 유연성, 접착력 및 배리어 성능을 가진 임의의 물질일 수도 있으며; 명백하게는, 시일링 물질이 적용된 후에는 시일링 물질을 경화하는 것이 필요할 수도 있다.
도 1 에 도시된 디스플레이 (100) 은 상술한 미국 특허 6,982,178 의 도면 11, 12, 13 및 15 에 도시된 전기-광학 디스플레이의, 오직 에지 시일의 형태에서 차이가 나는, 수정된 형태이며; 도 1 에 도시된 에지 시일의 형태는 종래 기술 에지 시일보다 더 좋은 기계적 내구성을 준다는 것이 알려졌다. 디스플레이 (100) 는 상술한 미국 특허 6,982,178 에서 상세히 설명된 방법과 동일한 방법을 사용해서 구성되었다.
도 2 는 본 발명의 더블 시일링된 보호 시트 디스플레이 (200 으로 지정됨) 에 대한 개략도이다. 이 디스플레이 (200) 는 백플레인 (102), 라미네이션 접착제 층 (104), 전기-광학 물질 층 (106), 및 전면 기판 (108) 을 포함하며, 이 모두는 도 1 에 도시된 디스플레이 (100) 의 대응하는 숫자와 실질적으로 동일하다. 하지만, 디스플레이 (200) 는 디스플레이 (100) 의 에지 시일 (112) 이 없다. 대신에, 디스플레이 (200) 는 디스플레이 (100) 의 배리어 층 (110) 과 동일한 보호 및 배리어 기능을 하는 전면 보호 또는 배리어 시트 (210) 이 제공된다. 하지만, 도 2 에 도시된 배리어 시트 (210) 는 실질적으로 백플레인 (102) 및 층들 (104-108) 보다 양쪽 치수에서 더 커서, 배리어 시트 (210) 의 주변부 (210P) 는 백플레인 (102) 및 층들 (104-108) 의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되게 된다. 전면 배리어 시트 (210) 는 광학적으로 투명한 접착제 (미도시) 에 의해서 전면 기판 (108) 에 접착적으로 부착된다.
디스플레이 (200) 는 또한 전면 배리어 시트 (210) 와 동일한 크기 및 물질인, 뒷면 배리어 시트 (214) 를 포함한다. 뒷면 배리어 시트 (214) 는 접착제 (미도시) 에 의해서 백플레인 (102) 에 접착적으로 부착되며; 이 접착제는, 디스플레이의 관찰자에게 통상적으로 보이지 않기 때문에, 광학적으로 투명할 수도 있지만, 투명할 필요는 없다. 뒷면 배리어 시트 (214) 의 주변부 (214P) 는 백플레인 (102) 의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되며 전면 배리어 시트 (210) 의 주변부 (210P) 에 인접하게 놓이며, 그 두개의 주변부 (210P 및 214P) 는 디스플레이 (200) 주위에서 서로 용접되어서, 디스플레이 (200) 를 완벽하게 시일링한다. 레이저 또는 초음파 용접이 사용될 수도 있고, 또한 두개의 주변부들은 함께 접착적으로 고정될 수도 있다. 도 1 에 도시된 디스플레이 (100) 과 비교할 때, 디스플레이 (200) 는, 시일링 물질의 정확한 투입을 요구하지 않고, 오직 두개의 (통상적으로 폴리머) 시트들의 부착 또는 용접, 장치를 사용해서 큰 부피에서 쉽게 달성될 수 있는 프로세스 및 종래 기술 분야에서 공지된 프로세스들만을 요구하기 때문에, 제조 장점을 제공할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 단일 시일링된 보호 시트 디스플레이 (300 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 이 디스플레이 (300) 는 백플레인 (102'), 라미네이션 접착제 층 (104), 전기-광학 물질 층 (106), 및 전면 기판 (108) 을 포함하며, 이 모두는, 백플레인 (102') 이 디스플레이 (200) 의 백플레인 (102) 보다 두껍다는 점을 제외하고는, 도 2 에 도시된 디스플레이 (200) 의 대응하는 숫자와 실질적으로 동일하며, 이하 설명될 이유로, 주요 면들의 하나 또는 모두 상에 추가적 배리어 층들, 예를 들면 금속 산화 층들을 포함한다. 백플레인 (102') 은 디스플레이 (200) 의 백플레인 (102) 보다도, 층들 (104-108) 에 상대적으로 조금 더 크며, 층들 (104-108) 의 에지들을 넘어서 연장되는 실질적 주변부 (102P) 를 남긴다.
디스플레이 (300) 는 또한 디스플레이 (200) 의 배리어 시트 (210) 와 유사한, 전면 보호 또는 배리어 시트 (310) 를 포함하며, 층들 (104-108) 의 에지들을 넘어서 바깥쪽으로 연장되는 주변부 (310P) 를 유사하게 가진다. 전면 배리어 시트 (310) 의 주변부 (310P) 는, 예를 들면, 레이저 또는 초음파 용접을 사용해서 전면 배리어 시트의 적절한 부분을 녹이는 것에 의해서 백플레인 (102') 의 주변부 (102P) 에 시일링된다. 선택적으로, 주변부 (310P 및 102P) 는 서로에 접착적으로 고정될 수 있다.
두 타입의 디스플레이들 모두가 두개의 배리어 층들 사이에서 라미네이션 접착제 층, 전기-광학 층 및 전면 기판을 샌드위치시킨다는 점에서, 도 3 에 도시된 단일 시일링된 보호 시트 디스플레이 (300) 는 도 2 에 도시된 더블 시일링된 보호 시트 디스플레이 (200) 과 개념적으로 매우 유사하며, 그 두 타입의 디스플레이간의 차이는 DSPS 디스플레이에서는 백플레인 및 뒷면 배리어 시트는 개별적인데 반하여, SSPS 디스플레이에서는 백플레인이 양 기능을 다 한다는 점이다. 따라서, SSPS 디스플레이는 DSPS 디스플레이보다 백플레인의 배리어 성능에 더 큰 중요성을 두며, 따라서 SSPS 백플레인은 이미 상술한 바와 같이, SSPS 백플레인은 추가적 배리어 층들을 포함하는 것이 바람직하다.
디스플레이의 DSPS 및 SSPS 타입들은, 백플레인은 유연한 물질들, 예를 들면 폴리머 막들로 형성되는, 유연한 디스플레이로의 사용에 특히 적합하며; 그러한 디스플레이에서, 백플레인은, 예를 들면, 폴리머 막 상에 인쇄된 유기 트랜지스터를 포함할 수도 있다. 그러한 디스플레이는 몇몇 종래 기술 디스플레이에서 찾아지는 두껍고, 견고한 시일링 부재를 요구하지 않으며, 백플레인이 충분히 유연하다고 가정하면, 서로에 부착된 백플레인 및 배리어 시트, 또는 두개의 배리어 시트들의 주변 부들은 유연하게 유지될 수 있다. 하지만, 본 발명이 견고하거나 또는 준-견고한 디스플레이에서 사용될 가능성을 배제하지는 않는다.
도 4 는 도 3 에 도시된 디스플레이 (300) 의 변형된 형태인 본 발명의 "실러를 가진 단일 보호 시트 (SPSS : single protective sheet with sealer) " 디스플레이 (400 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (400) 의 변형형태는 디스플레이 (400) 에 대한 추가적 배리어 및 기계적 보호를 제공하기 위해서 전면 배리어 층의 전면의 인접한 부분에 백플레인의 주변부로부터 연장된 시일링 물질의 비드 (416) 를 투입하는 것으로 구성된다. 비드 (416) 는 백플레인과 전면 배리어 시트의 주변부 사이에서의 용접을 커버하며, 전면 배리어 시트의 전면에 대한 비드 (416) 의 오버랩은 기계적 내구성을 위한 전면 배리어 시트에 대한 본딩을 형성한다. 비드 (416) 를 형성하는 데 사용되는 실런트 물질은 충분한 유연성, 부착력 및 배리어 성능을 가진 임의의 물질일 수도 있고; 물론 비드 (416) 를 형성하기 위해서 투입된 후에 실런트 물질을 경화할 필요가 있을 수도 있다.
도 5 는 도 4 에 도시된 디스플레이의 다른 변형형태를 도시한다. 도 5 에 도시된 SPSS 디스플레이 (500 으로 지정) 는, 디스플레이 (500) 에서, 실런트 물질의 비드가 더 두꺼워져서, 전면 배리어 층의 전면으로 앞으로 연장되어, (516) 으로 지정된 변형된 비드를 형성하고, 배리어 문제를 가진 추가적 전면 보호 시트 (518) 가 광학적으로 투명한 접착제 (미도시) 에 의해서 전면 보호 시트의 전면에 부착되며, 보호 시트 (518) 는 비드 (516) 에 접촉한다는 점에서 도 4 에 도시된 디스플레이 (400) 과 상이하다; 따라서, 비드 (516) 은 상술한 미국 특허 6,982,178 에서 상술한 타입의 "언더필 (underfill)" 시일을 형성한다. 다시, 비드 (516) 을 형성하는 데 사용되는 실런트 물질은 충분한 유연성, 부착력 및 배리어 성능을 가진 임의의 물질일 수도 있고; 물론 비드 (516) 를 형성하기 위해서 투입된 후에 실런트 물질을 경화할 필요가 있을 수도 있다.
도 1 내지 5 에 도시된 디스플레이에서, 전기-광학 층의 시일링은 백플레인, 에지 시일링 물질, 및 전면 및 뒷면 보호 또는 배리어 시트의 다양한 조합들에 의해서 달성되었다. 하지만, 전기-광학 층의 시일링을 달성하기 위해서 라미네이션 접착제 층들을 사용하는 것이 또한 가능하며, 본 방식으로 시일링된 디스플레이가 지금 설명될 것이다.
도 6 은 이 타입의 더블 접착성 시일 전기-광학 디스플레이에 대한 개략도이다. 도 6 에 도시된 디스플레이 (600 으로 지정) 는 백플레인 (102) 및 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 을 포함하고, 그 두개 모두는 도 1 내지 5 에 도시된 디스플레이에서의 대응하는 숫자들에 실질적으로 동일하다. 디스플레이 (600) 는 전기-광학 물질 층 (606), 제 2 라미네이션 접착제 층 (620) 및 전면 기판 (608) 을 더 포함한다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 전면 기판 (608) 및 제 2 라미네이션 접착제 층 (620) 의 주변부는 이러한 층들의 중심부에 비해서 후방을 향하여 변형되어, 제 2 라미네이션 접착제 층 (620) 의 주변부가 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 에 접촉되어, (622) 로 지시된, 에지 시일을 형성시킨다.
도 6 에 도시된 더블 접착제 시일 디스플레이 (600) 는 상술한 2004/0155857 에서 설명된 더블 릴리즈 막을 사용해서 편리하게 형성될 수도 있다.
도 7 은 도 6 에 도시된 디스플레이 (600) 의 변형형태인, 디스플레이 (700 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 변형형태는 (도 5 에 도시된 시트 (518) 와 유사한) 추가적 전면 보호 시트 (718) 및 (도 5 에 도시된 비드 (516) 와 유사한) 시일링 물질의 비드 (716) 를 제공하는 것을 포함하며, 시일링 물질의 이 비드 (516) 은 백플레인 (102) 에서 보호 시트 (718) 의 뒷면까지 연장되어 도 5 에 도시된 언더필의 동일한 타입을 형성한다. 보호 시트 및 시일링 물질에서 필요한 성능과 관련한 설명은 물론 보호 시트 (718) 및 시일링 물질 (716) 에 또한 적용된다.
도 8 은 본 발명의 단일 접착제 시일 전기-광학 디스플레이 (800 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 단일 접착제 시일 (SAS : single adhesive seal) 디스플레이 (800) 는 개념적으로는 도 6 에 도시된 디스플레이 (600) 에서 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 을 생략하여 생산하는 것으로 간주될 수 있으며, 도 8 에서 다양한 층들의 번호는 디스플레이 (800) 의 이러한 가정된 유도를 따른다. 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 이 디스플레이 (800) 로부터 생략되기 때문에, 전기-광학 층 (606) 을 시일링하는 (822 로 지시된) 에지 시일은 라미네이션 접착제 층 (620) 과 백플레인 (102) 사이에서 형성된다.
디스플레이 (800) 는 상술한 계류 중인 출원 번호 11/550,114 에서 설명된 반전된 전면 라미네이트를 사용해서 편리하게 생성될 수도 있다.
도 9 는 본 발명의 (900 으로 지정) 제 1 연장된 전면 기판 디스플레이에 대한 개략도이다. 디스플레이 (900) 는 백플레인 (102), 제 1 라미네이션 접착제 층 (104), 전기-광학 물질 층 (906), 및 제 2 라미네이션 접착제 층 (920) 을 포함하며, 이 모두는, 모든 층들 (104, 906 및 920) 이 그 영역을 통하여 동일한 두께여서, 제 2 라미네이션 접착제 층 (920) 이 백플레인 (102) 의 전면에 평행하게 놓이게 된다는 점을 제외하고는, 도 7 에 도시된 디스플레이 (700) 내의 대응하는 층들과 실질적으로 동일하다. 백플레인 (102) 는 층들 (104, 906 및 920) 보다 양쪽 치수에서 더 커서, 백플레인 (102) 의 주변부 (102P) 는 층들 (104, 906 및 920) 의 에지를 넘어서 바깥쪽으로 연장될 수 있다.
디스플레이 (900) 는, 층들 (104, 906 및 920) 보다 양쪽 치수에서 더 커서, 전면 기판 (908) 의 주변부 (908P) 가 층들 (104, 906 및 920) 을 넘어서 바깥쪽으로 연장될 수 있는, 전면 기판 (908) 을 더 포함한다. 백플레인 (102) 및 전면 기판 (908) 이 함께 라미네이팅되기 전에 백플레인 (102) 또는 전면 기판 (908) 상에 프린팅되거나 상술한 요구된 위치에 투입될 수도 있는, 시일링 개스킷 (926) 은 백플레인의 주변부 (102P) 로부터 전면 기판의 주변부 (908P) 에 연장되어, 디스플레이를 시일링한다.
도 10 은 본 발명의 제 2 연장된 전면 기판 전기-광학 디스플레이 (1000 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (1000) 는 도 9 에 도시된 디스플레이 (900) 의 변형된 형태로써 개념적으로 간주되며, 그 변형형태는 디스플레이 (900) 로부터 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 을 제거하여, 디스플레이 (1000) 에서 전기-광학 층 (906) 은 백플레인 (102) 과 직접적 접촉을 하게 된다.
도 11 은 도 10 에 도시된 디스플레이 (1000) 의 실질적으로 변형된 형태인 본 발명의 제 3 연장된 전면 기판 디스플레이 (1100 으로 지정) 에 대한 개략도이며, 변형형태는 도 6 에 도시된 디스플레이 (600) 를 도 7 에 도시된 디스플레이 (700) 로 변형하는 데 사용되는 것과 일반적으로 유사하다. 디스플레이 (1100) 는 광학적으로 투명한 접착제 (미도시) 를 가진 전면 보호 시트 (1118) 을 전면 기판 (908) 의 전면에 고정하며, 백플레인 (102) 으로부터 전면 보호 시트 (1118) 의 뒷면으로 연장되는, 변형된 개스킷 (926') 을 형성하기 위해서 전면 기판 (908) 의 에지 주위에서 바깥쪽으로 및 전면으로 시일링 개스킷을 연장하며, 그에 따라 디스플레이 (1100) 의 추가적 시일링을 제공하는 것에 의해서 디스플레이 (1000) 로부터 생성되는 것으로 개념적으로 간주될 수도 있다. 개스킷 (926') 은, 형태의 관점에서, 전면 보호 층 (1118) 이 위치된 후에 디스플레이 (1100) 의 주변에 시일링 물질을 투입하는 것에 의해서, 개스킷을 형성하는 것이 더 편리하지만, 프린팅된 개스킷일 수도 있다.
이미 상술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이는 또한 유연성 테이프에 의해서 시일링될 수도 있고, 도 12 는 이러한 타입의 디스플레이 (1200 로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (1200) 는 백플레인 (102), 라미네이션 접착제 층 (104), 전기-광학 물질 층 (106) 및 전면 기판 (108) 을 포함하며, 이 모두는 실질적으로 도 1 에 도시된 디스플레이 (100) 의 대응하는 숫자에 실질적으로 동일하다. 하지만, 디스플레이 (1200) 는 디스플레이 (1200) 의 주변부 주위에서 모두 연장되는, 유연성 테이프 (1230) 에 의해서 시일링된다. 도 12 에 도시되지 않지만, 테이프 (1230) 는 실제로 두개의 별개의 층들, 좋은 배리어 특성을 가진 외부 층 (통상적으로, 폴리머, 예를 들면, 폴리클로로트리플루오르에틸렌) 및, 디스플레이의 백플레인 및 전면 기판에 테이프를 고정시키는 데 사용되는, 내부 접착제 층을 포함한다. 테이프는 백플레인 (102) 의 뒷면 및 전면 기판 (108) 의 전면에 부착적으로 고정되어, 디스플레이 주변의 완벽한 시일을 형성하고, 도 11 에 도시된 것과 유사한 전면 기판의 외부 연장의 필요성을 제거하는 점을 주의해야 한다.
도 13 은 도 12 에 도시된 디스플레이 (1200) 의 변형 형태인 제 2 테이프 시일링된 디스플레이 (1300 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (1300) 에서, 테이프 (1230) 는 (1230R) 로 지정된 부분으로 백플레인의 전체 뒷면에 대해서 수행된다. 현실적으로, 디스플레이 (1300) 는 백플레인 (102) 을 위치시키고, 이미 접착제 배리어 시트 상으로 층들 (104-108) 을 이미 운반하는 것, 및 테이프 시일을 형성하기 위해서 디스플레이의 에지들 주변에 배리어 시트의 주변부를 접는 것에 의해서 통상적으로 생성된다.
도 14 는, 실제로 미리 형성된 (preformed) 테이프를 사용해서 통상적으로 생산되지 않지만, 테이프 시일링된 디스플레이로 개념적으로 간주될 수도 있는, 다른 전기-광학 디스플레이 (1400 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (1400) 는, 백플레인 (102) 이 다른 층들의 주변부를 넘어서 백플레인의 주변부를 연장하도록 확대된다는 점을 제외하고는 도 13 에 도시된 디스플레이 (1300) 에 실질적으로 동일한 백플레인 (102), 라미네이션 접착제 층, 전기-광학 층 및 전면 기판을 가진다. 유연한 실런트 (1432) 가 테이프 (1430) 밑에 놓이고 디스플레이 (1400) 의 다른 부분에 테이프를 고정시키는 반면에 유연한 보호 층 또는 테이프 (1430) 는 백플레인 (102) 의 주변부로부터 연장되며 전면 기판의 전면을 오버랩한다. 유연한 실런트 (1432) 는 전면 기판의 전면을 또한 오버랩하는 것을 주의한다. 이러한 타입의 디스플레이에서, 테이프 (1430) 뿐만 아니라 유연한 실런트 (1432) 가 희망된 배리어 성능, 특히 낮은 수증기 투수율을 가지는 것이 중요하다.
현실적으로, 디스플레이 (1400) 는 백플레인, 라미네이션 접착제 층, 전기-광학 층 및 전면 기판을 그들의 정확한 상대적 위치에 배열하고, 그 조립된 층들의 에지들 주변에 유연한 실런트의 비드를 투입하고, 시일링의 비드 상으로 유연성 테이프를 인가하여, 그에 따라 도 14 에 도시된 모양으로 실런트를 형성하는 것에 의해서 통상적으로 생성될 것이다.
최종적으로, 도 15 는, 현실적으로는 미리 형성된 테이프를 사용해서 통상적으로 생성되지는 않지만, 테이프 시일링된 디스플레이로 개념적으로 간주될 수도 있는 다른 전기-광학 디스플레이 (1500 으로 지정) 에 대한 개략도이다. 디스플레이 (1500) 는 도 6 에서 도시된 디스플레이 (600) 의 변형형태로 간주될 수도 있고, 디스플레이 (1500) 는, 도 15 로부터 쉽게 명확해지듯이, 이 층들이 디스플레이 (600) 와는 약간 차이가 나지만, 디스플레이 (600) 와 유사하게, 백플레인 (102), 제 1 라미네이션 접착제 층 (104), 전기-광학 층 (606), 제 2 라미네이션 접착제 층 (620) 및 전면 기판 (608) 을 포함할 수도 있다. 하지만, 가장 중요하게는, 디스플레이 (1500) 에서, 전면 기판 (608) 및 제 2 라미네이션 접착제 층 (620) 은 전기-광학 층 (606), 제 1 라미네이션 접착제 층 (104) 및 백플레인 (102) 의 에지들 주변에서 감싸지는 연장부들 (각각 608E 및 620E 로 지정) 이 제공되어, 양 연장부들은 백플레인 (102) 의 뒷면의 주변부를 오버랩하게 한다; 따라서, 연장부들 (608E 및 620E) 은 도 12 에 도시된 테이프 (1230) 에 더 유사한 방식으로 전기-광학 디스플레이를 시일링하는 역할을 한다.
본 발명의 다양한 타입들의 디스플레이에서의 전극 배열은 상술한 E Ink 및 MIT 특허들 및 출원들에서 설명된 임의의 타입들일 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 디스플레이들은, 백플레인들은 복수의 전극들이 제공되며, 각각의 전극들은 특정 전극에 인가된 전압을 제어할 수 있는 별개의 커넥터들이 제공되는, 직접 구동 타입일 수도 있다. 그러한 직접 구동 디스플레이에서, 단일 연속 전면 전극은, 다른 전면 전극 배열이 가능하더라도, 전체 디스플레이를 커버하도록 보통 제공된다. 사용된 전기-광학 물질의 타입에 의존해서, (통상적으로) 백플레인이 복수의 연장된 평행 전극들 ("칼럼 전극들") 을 지니는 수동 메트릭스 구동 배열을 이용하는 것이 가능하며, 그에 반하여, 전기-광학 물질의 반대측에서, 칼럼 전극들에 수직으로 펼쳐진 복수의 연장된 평행한 전극들 ("로우 전극들") 이 제공되며, 하나의 특정 칼럼 전극과 하나의 특정 로우 전극 사이의 오버랩이 디스플레이의 일 픽셀을 규정한다. 본 디스플레이는 또한 전체 디스플레이를 커버하는 단일 연속 전면 전극 및 백플레인 상의 픽셀 전극들의 메트릭스를 통상적으로 가진, 액티브 메트릭스 타입일 수도 있으며, 각각의 픽셀 전극은 관련된 트랜지스터 또는 다른 비선형 소자를 가지며 디스플레이의 일 픽셀을 규정하며, 액티브 메트릭스 디스플레이는 로우-대-로우 (row-by-row) 방식으로 디스플레이를 기록하는 종래의 방식으로 스캐닝된다. 최종적으로, 본 디스플레이는 스타일러스-구동 타입일 수도 있다. 백플레인 상의 단일 전극 및 어떠한 영구적 전면 전극도 (통상적으로) 없다면, 디스플레이의 기록은 디스플레이의 전면에 대해서 스타일러스를 이동시키는 것에 의해서 달성된다.
본 발명의 디스플레이는 종래 기술 전기-광학 디스플레이가 사용되었던 임의의 출원에서 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 본 디스플레이는 전자북 리더기, 휴대용 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트 카드, 간판 (sign), 시계들, 선반 라벨들 및 플래쉬 드라이브들에서 사용될 수도 있다.
본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 상술한 본 발명의 바람직한 실시형태에서 많은 변형과 수정이 행해질 수도 있다. 따라서, 상술한 설명은 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 한정적 의미로 해석되어서는 안된다.

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  1. 발명의 상세한 설명에 기재된 전기-광학 디스플레이.
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