KR20220031714A - 식별 마커를 포함하는 전기 광학 디바이스 - Google Patents

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KR20220031714A
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스티븐 제이 텔퍼
브라이언 디 빈
린 씨 게론
사이먼 팡
제이 윌리엄 앤세스
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이 잉크 코포레이션
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Abstract

전기 광학 디바이스는 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층, 및 전기 전도성 광 투과성 층과 픽셀 전극들 사이에 전위를 인가하도록 구성된, 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판을 순서대로 포함한다. 식별 마커를 포함하는 활성화 영역이 전기 광학 디바이스의 층에 위치되고, 이는 자극에 의한 활성화시에 특성 파장의 방사선을 방출하여, 전기 광학 디바이스 및 그것의 컴포넌트들의 제조 소스 및 제조 로트의 식별을 가능하게 한다. 본 기술은 또한 전기 광학 디바이스의 제조에 유용한 컴포넌트들인 전면 라미네이트 및 이중 이형 시트에 관련된다.

Description

식별 마커를 포함하는 전기 광학 디바이스
관련 출원들
본 출원은 2019년 8월 26일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/891,486호에 대한 우선권을 주장하며, 그것은 전체가 본원에 참조에 의해 포함된다.
기술 분야
본 발명은 자극에 의한 활성화 시에 특성 파장의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하는 전기 광학 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은, 전기 광학 디바이스의 수명 중 언제든지 전기 광학 디바이스 및 그것의 컴포넌트들의 제조 소스 (manufacturing source) 인증 및 제조 로트 (manufacturing lot) 식별을 가능하게 한다.
발명의 배경
재료 또는 디바이스 또는 디스플레이에 적용되는 용어 "전기 광학 (electro-optic)" 은 적어도 하나의 광학적 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하기 위해 이미징 분야에서의 통상의 의미로 본원에서 사용되고, 그 재료는 재료에 대한 전기장의 인가에 의해 그 제 1 디스플레이 상태로부터 그 제 2 디스플레이 상태로 변경된다. 광학 특성은 통상적으로 인간 눈에 인지가능한 컬러이지만, 그것은 광학 투과, 반사율, 발광, 또는 머신 판독을 위해 의도된 디스플레이들의 경우, 가시 범위 밖의 전자기 파장들의 반사율에서의 변화의 의미에서의 의사-컬러와 같은 다른 광학 특성일 수도 있다. 이하, 용어들 "전기 광학 디바이스 (electro-optic device)" 와 "전기 광학 디스플레이 (electro-optic display)" 는 상호교환가능하게 사용되고 동의어로 간주된다.
용어 "그레이 상태 (gray state)" 는 픽셀의 2 개의 극한 광학 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위해 이미징 분야에서 그 종래 의미로 본 명세서에서 사용되고, 이들 2 개의 극한 상태들 간의 블랙-화이트 전이를 반드시 시사하지는 않는다. 예를 들어, 하기에서 언급되는 수개의 E Ink 특허들 및 공개된 출원들은 극단적인 상태들이 화이트 및 딥 블루이어서, 중간의 "그레이 상태" 는 실제로 페일 블루일 것인 전기영동 디스플레이들을 기술한다. 실제로, 이미 언급된 바와 같이, 광학 상태의 변화는 컬러 변화가 전혀 아닐 수도 있다. 용어들 "블랙 (black)" 및 "화이트 (white)" 는 디스플레이의 두 극단적 광학 상태들을 지칭하는데 사용될 수도 있으며, 엄밀하게 블랙 및 화이트가 아닌 극단적 광학 상태들, 예를 들어 위에 언급된 화이트 및 다크 블루 상태들을 보통 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하 용어 "모노크롬 (monochrome)" 은 단지 개재하는 그레이 상태들이 없는 2개의 극단적 광학 상태들만으로 픽셀들을 구동하는 구동 스킴을 표기하기 위해 사용될 수도 있다.
일부 전기 광학 재료들은 재료들이 고형의 외부 표면들을 갖는다는 의미에서 고체이지만, 재료들은 내부 액체 또는 가스 충전된 공간들을 가질 수도 있고 종종 갖는다. 고체 전기 광학 재료들을 사용하는 그러한 디스플레이들은 이하 편의상 "고체 전기 광학 디스플레이들" 또는 "고체 전기 광학 디바이스들" 로서 지칭될 수도 있다. 따라서, 용어 "고체 전기광학 디스플레이들" 은 회전 이색성 부재 디스플레이들, 캡슐화된 전기영동 디스플레이들, 마이크로셀 전기영동 디스플레이들 및 캡슐화된 액정 디스플레이들을 포함한다.
용어 "쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성 (bistability)" 은 적어도 하나의 광학적 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위해 당업계에서 통상의 의미로 본 명세서에서 사용되고, 따라서 임의의 소정의 엘리먼트가 유한한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해 구동된 후에, 그것의 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태를 가정하기 위해, 어드레싱 펄스가 종료된 후에, 그 상태가 적어도 수회, 예를 들어 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변경하는데 필요한 어드레싱 펄스의 최소 지속기간인, 적어도 4 회 동안 지속될 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부 입자-기반 전기영동 디스플레이는 이들의 극단적 블랙 및 화이트 상태들뿐만 아니라 이들의 중간 그레이 상태들에서도 안정하며, 일부 다른 타입의 전기 광학 디스플레이에서도 마찬가지라는 것이 미국 특허 제 7,170,670 호에 나타나 있다. 이러한 타입의 디스플레이는 쌍안정성이라기 보다는 "멀티-안정성" 으로 적절히 지칭되지만, 편의상, 용어 "쌍안정성" 은 쌍안정성 및 멀티-안정성 디스플레이들 양자 모두를 커버하기 위해 본 명세서에서 사용될 수도 있다.
여러 타입들의 전기 광학 디스플레이들이 알려져 있다. 일 타입의 전기 광학 디스플레이는 예를 들어, 미국 특허 번호들 제5,808,783호; 제5,777,782호; 제5,760,761호; 제6,054,071호; 제6,055,091호; 제6,097,531호; 제6,128,124호; 제6,137,467호; 및 제6,147,791호에서 설명된 바와 같은 회전 이색성 부재 타입이다 (이러한 타입의 디스플레이는 종종 "회전 이색성 볼" 디스플레이로 지칭되지만, 상기 언급된 특허들 중 일부에서 회전 부재들은 구형이 아니기 때문에 용어 "회전 이색성 부재" 가 보다 정확한 것으로서 선호된다). 그러한 디스플레이는 광학 특성들이 상이한 2 이상의 섹션들, 및 내부 다이폴을 갖는 다수의 소형 보디들 (통상적으로, 구형 또는 실린더형) 을 사용한다. 이들 보디들은 매트릭스 내에 액체 충전형 액포들 내에서 현탁되고, 그 액포들은 보디들이 자유롭게 회전하도록 액체로 충전된다. 전기장을 인가하는 것, 따라서, 다양한 포지션들로 보디들을 회전시키고 보디들의 섹션들 중 어느 것이 시인 표면을 통하여 보이는지를 변경하는 것에 의해 디스플레이의 외관이 변경된다. 이러한 타입의 전기 광학 매체는 통상적으로 쌍안정적이다.
다른 타입의 전기 광학 디스플레이는 일렉트로크로믹 매체, 예를 들어 반도전성 금속 산화물로부터 적어도 부분적으로 형성되는 전극, 및 전극에 어태치된 가역적 컬러 변화가 가능한 복수의 염료 분자들을 포함하는 나노크로믹 필름의 형태의 일렉트로크로믹 매체를 사용하며; 예를 들어, O'Regan, B., 등의, Nature 1991, 353, 737; 및 Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (March 2002) 를 참조한다. 또한, Bach, U., 등의, Adv. Mater., 2002, 14(11), 845 를 참조한다. 이러한 타입의 나노크로믹 필름들은 또한 예를 들어, 미국 특허 번호들 제6,301,038호; 제6,870,657호; 및 제6,950,220호에서 기술된다. 이러한 타입의 매체는 또한 통상적으로 쌍안정이다.
다른 타입의 전기 광학 디스플레이는 Philips 에 의해 개발되고 Hayes, R.A., 등의, "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (2003) 에서 설명된 전기 습윤 디스플레이이다. 그러한 전기 습윤 디스플레이들이 쌍안정이 될 수 있다는 것은 미국 특허 번호 제7,420,549호에 나타나 있다.
수년 동안 집중적인 연구 및 개발의 대상이 되었던 일 타입의 전기 광학 디스플레이는, 복수의 하전 입자들이 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 입자 기반 전기영동 디스플레이이다. 전기영동 디스플레이들은, 액정 디스플레이들과 비교할 때, 우수한 휘도 및 콘트라스트, 광시야각들, 상태 쌍안정성, 및 낮은 전력 소비의 속성들을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 디스플레이들의 장기간 이미지 품질에 대한 문제들은 그들의 광범위한 사용을 방해하였다. 예를 들어, 전기영동 디스플레이들을 구성하는 입자들은 침강하는 경향이 있어서, 이들 디스플레이들에 대해 부적절한 서비스 수명을 초래한다.
상기 언급된 바와 같이, 전기영동 매체는 유체의 존재를 필요로 한다. 대부분의 종래 기술의 전기영동 매체에서, 이 유체는 액체이지만, 가스상 유체를 사용하여 전기영동 매체가 제조될 수 있다; 예를 들어, Kitamura, T., 등의 "Electrical toner movement for electronic paper-like display", IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, 및 Yamaguchi, Y., 등의 "Toner display using insulative particles charged triboelectrically", IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4) 을 참조한다. 또한 미국 특허 번호들 제7,321,459호 및 제7,236,291호를 참조한다. 그러한 가스 기반 전기영동 매체는, 매체가 입자 침강을 허용하는 배향으로, 예를 들어 매체가 수직 평면에 배치되는 사인 (sign) 으로 사용될 때, 액체 기반 전기영동 매체와 그러한 침강으로 인한 동일한 타입들의 문제들을 겪기 쉬운 것으로 보인다. 실제로, 입자 침강 (particle settling) 은 액체 기반 전기영동 매체에서보다 가스 기반 전기영동 매체에서 더 심각한 문제로 보이는데, 왜냐하면 액체 현탁 유체와 비교하여 가스상 현탁 유체들의 더 낮은 점도가 전기영동 입자들의 더 빠른 침강을 허용하기 때문이다.
MIT (Massachusetts Institute of Technology), E Ink Corporation, E Ink California, LLC 및 관련 회사들에 양도되거나 또는 이들 이름으로 된 다수의 특허들 및 출원들이 캡슐화된 및 마이크로셀 전기영동 및 다른 전기 광학 매체들에 사용되는 다양한 기술들을 설명한다. 캡슐화된 전기영동 매체들은 다수의 소형 캡슐들을 포함하고, 그 각각은 자체가 유체 매체에서 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 함유하는 내부 상 (internal phase), 및 그 내부 상을 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 캡슐들은 자체가, 2개의 전극들 사이에 위치된 코히어런트 층을 형성하기 위해 폴리머 바인더 내에 유지된다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매체, 통상, 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 캐비티들 내에 보유된다. 이들 특허들 및 출원들에서 설명된 기술들은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자들, 유체들 및 유체 첨가제들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제7,002,728호 및 제7,679,814호를 참조한다;
(b) 캡슐들, 바인더들 및 캡슐화 프로세스들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제6,922,276호 및 제7,411,719호를 참조한다;
(c) 마이크로셀 구조들, 벽 재료들 및 마이크로셀 형성 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,072,095호 및 제9,279,906호 참조;
(d) 마이크로셀 충전 및 밀봉을 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,144,942호 및 제7,715,088호 참조;
(e) 전기 광학 재료들을 함유하는 필름 및 서브어셈블리들; 예를 들어, 미국 특허 번호 제6,982,178호 및 제7,839,564호 참조;
(f) 백플레인들, 접착 층들 및 다른 보조 층들 및 디스플레이들에 사용되는 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,116,318호 및 제7,535,624호 참조;
(g) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어 미국 특허 번호 제7,075,502호 및 제7,839,564호 참조;
(h) 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,012,600호 및 제7,453,445호 참조;
(i) 디스플레이들의 애플리케이션들; 예를 들어 미국 특허 번호 제7,312,784호 및 제8,009,348호 참조; 그리고
(j) 미국 특허 번호 제6,241,921호 및 미국 특허 출원 공개 번호 제2015/0277160호에 설명된 바와 같은 비-전기영동 디스플레이들; 및 디스플레이들 이외의 캡슐화 및 마이크로셀 기술의 애플리케이션들; 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 제2015/0005720호 및 제2016/0012710호 참조.
전술한 특허 및 출원 중 다수는 캡슐화된 전기영동 매체에서 분리된 마이크로캡슐을 둘러싸는 벽이 연속 상에 의해 치환될 수 있고, 따라서 전기영동 매체가 복수의 분리된 전기영동 유체의 액적들 및 중합체 재료의 연속 상을 포함하는, 소위 중합체-분산 전기영동 디스플레이를 생성하는 것, 그리고 그러한 중합체-분산 전기영동 디스플레이 내의 분리된 전기영동 유체의 액적들은 분리된 캡슐 막이 각각의 개별 액적과 관련되어 있지 않더라도 캡슐 또는 마이크로캡슐로 간주될 수도 있다는 것을 인식하고 있다; 예를 들어, 미국 특허 번호 6,866,760 참조. 따라서, 본 출원의 목적을 위해, 이러한 중합체-분산 전기영동 매체는 캡슐화된 전기영동 매체의 하위 종으로 간주된다.
전기영동 매체는 종종 (예를 들어 많은 전기영동 매체에서, 입자들이 디스플레이를 통한 가시 광의 투과를 실질적으로 차단하기 때문에) 불투명하고 반사 모드에서 동작하지만, 많은 전기영동 디스플레이들은 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 하나는 광-투과성인 소위 "셔터 모드" 에서 동작하도록 만들어질 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제5,872,552호; 제6,130,774호; 제6,144,361호; 제6,172,798호; 제6,271,823호; 제6,225,971호; 및 제6,184,856호를 참조한다. 전기영동 디스플레이들과 유사하지만 전기장 강도의 변동에 의존하는 유전영동 디스플레이들이 유사한 모드에서 동작할 수 있다; 예를 들어 미국 특허 번호 제4,418,346호를 참조한다. 다른 타입들의 전기 광학 디스플레이들이 또한 셔터 모드에서 동작 가능할 수도 있다. 셔터 모드에서 동작하는 전기 광학 매체는 풀 컬러 디스플레이들을 위한 다층 구조들에서 유용할 수도 있다; 그러한 구조들에서, 디스플레이의 시인 표면에 인접한 적어도 하나의 층은 시인 표면으로부터 더 멀리 떨어진 제 2 층을 노출 또는 숨기기 위해 셔터 모드에서 동작한다.
캡슐화된 전기영동 디스플레이는 통상적으로 전통적인 전기영동 디바이스들의 클러스터화 및 침강 실패 모드를 겪지 않으며, 광범위한 가요성 및 강성 기판들 상에 디스플레이를 인쇄 또는 코팅하는 능력과 같은 추가의 이점들을 제공한다. 단어 "프린팅 (printing)" 의 사용은, 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 코팅, 슬라이드 또는 캐스케이드 코팅, 커튼 코팅과 같은 사전-계측된 코팅들; 나이프 오버 롤 코팅, 포워드 및 리버스 롤 코팅과 같은 롤 코팅; 그라비어 코팅; 딥 코팅; 스프레이 코팅; 메니스커스 코팅; 스핀 코팅; 브러시 코팅; 에어 나이프 코팅; 실크 스크린 프린팅 프로세스들; 정전 프린팅 프로세스들; 열 프린팅 프로세스들; 잉크젯 프린팅 프로세스들; 전기영동 디포지션 (미국 특허 제7,339,715호 참조); 및 다른 유사한 기법들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 모든 형태들의 프린팅 및 코팅을 포함하도록 의도된다. 따라서, 결과적인 디스플레이는 가요성 (flexible) 일 수 있다. 또한, (다양한 방법들을 사용하여) 디스플레이 매체가 프린팅될 수 있기 때문에, 디스플레이 자체가 저렴하게 제조될 수 있다.
다른 타입들의 전기 광학 재료들이 또한 본 발명에서 사용될 수도 있다. 특히, 쌍안정 강유전성 액정 디스플레이 (FLC) 가 당해 기술분야에서 알려져 있다.
다른 타입들의 전기 광학 매체들이 또한 본 발명의 디스플레이들에서 사용될 수도 있다.
전기 광학 디스플레이는 통상적으로, 전기영동 재료의 층 및 전기영동 재료의 대향 측들 상에 배치된 적어도 2 개의 다른 층들을 포함하며, 이들 2 개의 층들 중 하나는 전극 층이다. 대부분의 그러한 디바이스들에 있어서, 그 층들 양자 모두는 전극 층들이고, 전극 층들 중 하나 또는 양자 모두는 디스플레이의 픽셀들을 정의하도록 패터닝된다. 예를 들어, 하나의 전극 층은 세장된 로우 (row) 전극들로 패터닝되고 다른 전극 층은 로우 전극들에 직각으로 이어지는 세장된 컬럼 (column) 전극들로 패터닝될 수도 있으며, 픽셀들은 로우 및 컬럼 전극들의 교차점들에 의해 정의된다. 대안적으로 그리고 더 일반적으로, 하나의 전극 층은 단일의 연속 전극의 형태를 갖고, 다른 전극 층은 픽셀 전극들의 매트릭스로 패터닝되며, 그 매트릭스의 각각은 디스플레이의 하나의 픽셀을 정의한다. 디스플레이로부터 분리된 스타일러스, 프린트 헤드 또는 유사한 가동 전극과의 사용을 위해 의도된 다른 타입의 전기영동 디스플레이에 있어서, 전기영동 층에 인접한 층들 중 오직 하나만이 전극을 포함하며, 전기영동 층의 대향 측 상의 층은 통상적으로, 가동 전극이 전기영동 층을 손상시키는 것을 방지하도록 의도된 보호 층이다.
3-층 전기광학 디스플레이의 제조는 일반적으로 적어도 하나의 라미네이션 공정을 수반한다. 예를 들어, 수개의 전술된 MIT 및 E Ink 특허들 및 출원들에서, 바인더에 캡슐들을 포함하는 캡슐화된 전기영동 매체가 플라스틱 필름 상에 인듐-주석-산화물 (ITO) 또는 유사한 전도성 코팅 (이는 최종 디스플레이의 하나의 전극으로서 작용함) 을 포함하는 가요성 기판에 코팅되는 캡슐화된 전기영동 디스플레이를 제조하기 위한 프로세스가 설명되며, 캡슐/바인더 코팅은 기판에 단단히 부착된 전기영동 매체의 코히어런트 층을 형성하도록 건조된다. 별도로, 픽셀 전극들의 어레이 및 구동 회로부에 픽셀 전극들을 접속하기 위한 전도체들의 적절한 배열을 포함하는 백플레인 (backplane) 이 준비된다. 최종 디스플레이를 형성하기 위해, 캡슐/바인더 층을 갖는 기판은 라미네이션 접착제를 사용하여 백플레인에 라미네이팅된다. 매우 유사한 프로세스가, 스타일러스 또는 다른 가동 전극이 슬라이딩할 수 있는 플라스틱 필름과 같은 단순한 보호 층으로 백플레인을 교체함으로써 스타일러스 또는 유사한 가동 전극과 함께 사용가능한 전기영동 디스플레이를 준비하는데 사용될 수 있다. 그러한 프로세스의 하나의 선호된 형태에 있어서, 백플레인은 그 자체로 가요성이고, 플라스틱 필름 또는 다른 가요성 기판 상에 픽셀 전극들 및 전도체들을 프린팅함으로써 준비된다. 이러한 프로세스에 의한 디스플레이들의 대량 생산을 위한 명백한 라미네이션 기법은 라미네이션 접착제를 사용한 롤 라미네이션이다.
전술된 미국 특허 제6,982,178호는 대량 생산에 잘 적응되는 고체 전기 광학 디스플레이 (캡슐화된 전기영동 디스플레이 포함) 를 어셈블리하는 방법을 설명한다. 본질적으로, 이 특허는 (a) 광 투과성 전기 전도성 층; (b) 고체 전기 광학 매체의 층; (c) 접착 층; 및 (d) 이형 필름을 순서대로 포함하는 소위 "전면 라미네이트 (front plane laminate)” ("FPL") 를 설명한다. 통상적으로, 광 투과성 전기 전도성 층은 광 투과성 기판 상에 운반될 것이며, 이 광 투과성 기판은, 그 기판이 영구 변형없이 직경이 10 인치 (254 mm) 로 드럼 (세이) 에 수동으로 랩어라운드될 수 있다는 의미에서 바람직하게는 가요성이다. 용어 "광 투과성 (light-transmissive)” 은 본 특허 및 본 명세서에서 사용되어, 이에 따라 지정된 층이 그 층을 통해 관찰하는 관찰자로 하여금 일반적으로 전기 전도성 층과 인접한 기판 (존재하는 경우) 을 통해 관측될 전기 광학 매체의 디스플레이 상태들의 변화를 관찰할 수 있도록 충분한 광을 투과시키는 것을 의미하며; 전기 광학 매체가 비가시 파장들에서 반사율의 변화를 디스플레이하는 경우들에 있어서, 용어 "광 투과성” 은 물론, 관련 비-가시 파장들의 투과를 지칭하도록 해석되어야 한다. 기판은 통상적으로 폴리머 필름일 것이며, 일반적으로 약 1 내지 약 25 mil (25 내지 634 μm), 바람직하게는 약 2 내지 약 10 mil (51 내지 254 μm) 의 범위의 두께를 가질 것이다. 전기 전도성 층은 편리하게, 예를 들어, 알루미늄 또는 ITO 의 얇은 금속 또는 금속 산화물 층이거나, 또는 전도성 폴리머일 수도 있다. 알루미늄 또는 ITO 로 코팅된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 필름들은, 예를 들어, E.I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington DE 로부터의 "알루미늄화 Mylar” ("Mylar” 는 등록 상표임) 로서 상업적으로 입수가능하고, 그러한 상업적 재료들은 전면 라미네이트에서 좋은 결과들로 사용될 수도 있다.
미국 특허 제7,561,324호는 전술된 미국 특허 제6,982,178호의 전면 라미네이트의 본질적으로 단순화된 버전인 소위 "이중 이형 시트” 를 설명한다. 이중 이형 시트 (double release sheet) 의 일 형태는 2개의 접착 층들 사이에 샌드위치된 고체 전기 광학 매체의 층을 포함하며, 접착 층들 중 하나 또는 양자 모두가 이형 필름에 의해 커버된다. 이중 이형 시트의 다른 형태는 2개의 이형 필름들 사이에 샌드위치된 고체 전기 광학 매체의 층을 포함한다. 이중 이형 시트의 양자 모두의 형태들은 이미 설명된 전면 라미네이트로부터 전기 광학 디스플레이를 어셈블리하기 위한 프로세스와 일반적으로 유사한 프로세스에서 사용하기 위해 의도되지만 2개의 별도의 라미네이션들을 수반하며; 통상적으로, 제 1 라미네이션에서 이중 이형 시트는 전면 서브-어셈블리를 형성하기 위해 전면 전극에 라미네이팅되고, 그 다음, 제 2 라미네이션에서 전면 서브-어셈블리는 최종 디스플레이를 형성하기 위해 백플레인에 라미네이팅되지만, 이들 2개의 라미네이션들의 순서는 원할 경우 반전될 수 있다.
미국 특허 제7,839,564호는 전술된 미국 특허 제6,982,178호에서 설명된 전면 라미네이트의 변형예인 소위 “역전형 전면 라미네이트 (inverted front plane laminate)” 를 설명한다. 이 역전형 전면 라미네이트는 광 투과성 보호 층 및 광 투과성 전기 전도성 층 중 적어도 하나; 접착 층; 고체 전기 광학 매체의 층; 및 이형 시트를 순서대로 포함한다. 이 역전형 전면 라미네이트는 전기 광학 층과 전면 전극 또는 전면 기판 사이에 라미네이션 접착제의 층을 갖는 전기 광학 디스플레이를 형성하는 데 사용되고; 제 2 의 통상적으로 얇은 접착 층이 전기 광학 층과 백플레인 사이에 존재할 수도 있거나 존재하지 않을 수도 있다. 그러한 전기 광학 디스플레이들은 양호한 해상도와 양호한 저온 성능을 결합할 수 있다.
광 변조기들은 전기 광학 매체에서 잠재적으로 중요한 시장을 대표한다. 빌딩들 및 차량들의 에너지 성능은 점점 중요하게 되기 때문에, 전기 광학 매체는 윈도우들을 관통하여 투과되는 입사 방사선의 비율이 전기 광학 매체의 광학 상태를 변경하는 것에 의해 전자적으로 제어될 수 있도록 하기 위해 (스카이라이트들 및 선루프들을 포함한) 윈도우들 상에 코팅들로서 사용될 수 있다. 빌딩들 내의 이러한 "가변-투과성 (variable-transmissivity)" ("VT") 기술의 효과적인 구현은 (1) 더운 날씨 동안 원치 않는 가열 효과들의 감소로 비롯된, 냉방을 위해 필요한 에너지의 양의 감소, 에어 컨디셔닝 플랜트들의 사이즈의 감소 및 피크 전력 수요의 감소; (2) 자연 일광의 증가된 사용으로 비롯된 조명을 위해 사용되는 에너지 및 피크 전기 수요의 감소; 및 (3) 열적 및 시각적 편안감 모두를 증가시키는 것에 의한 증가된 사용자 편안감을 제공할 것으로 예상된다. 훨씬 더 큰 이점들은 자동차에서 발생할 것으로 예상되며, 여기서 인클로즈된 볼륨에 대한 글레이즈된 표면의 비는 통상의 빌딩에서보다 현저하게 더 크다. 구체적으로, 자동차들에서의 VT 기술의 효율적인 구현은 상술한 이점들 뿐만 아니라 (1) 증가된 모터링 안전성, (2) 감소된 글레어, (3) (미러 상에 전기 광학 코팅을 사용하는 것에 의한) 강화된 미러 성능, 및 (4) 헤드업 디스플레이들을 사용하기 위한 증가된 능력을 제공할 것으로 예상된다. VT 기술의 다른 가능한 애플리케이션들은 전자 디바이스들에서의 프라이버시 글래스 및 글레어-가드들을 포함한다.
용어 "임펄스 (impulse)" 는 본 명세서에서 시간에 대한 전압의 적분의 그것의 통상적인 의미로 사용된다. 그러나, 일부 쌍안정 전기 광학 매체들은 전하 트랜스듀서들로서 작용하고, 그러한 매체들로, 임펄스의 대안적인 정의, 즉, 시간에 걸친 전류의 적분 (이는 인가된 총 전하와 동일함) 이 사용될 수도 있다. 매체가 전압-시간 임펄스 트랜스듀서로서 작용하는지 또는 전하 임펄스 트랜스듀서로서 작용하는지 여부에 의존하여, 임펄스의 적절한 정의가 사용되어야 한다.
전기영동 디스플레이들을 구동함에 있어서의 추가적 문제는 소위 "DC 밸런스” 에 대한 필요성이다. 미국 특허 제6,531,997호 및 제6,504,524호에서 논의된 바와 같이, 디스플레이를 구동하는데 사용된 방법이 전기 광학 매체에 걸쳐 제로의 또는 제로에 근접한 순수 시간 평균된 인가 전기장을 초래하지 않는 경우에 문제들이 조우될 수도 있고 디스플레이의 작동 수명이 감소될 수도 있다. 전기 광학 매체에 걸쳐 제로의 순수 시간 평균된 인가 전기장을 초래하는 구동 방법은 편리하게, "직류 밸런스형” 또는 "DC 밸런스형” 으로 지칭된다.
이미 언급된 바와 같이, 캡슐화된 전기영동 매체는 통상적으로, 폴리머 바인더에 배치된 전기영동 캡슐들을 포함하며, 이는 별개의 캡슐들을 코히어런트 층 (coherent layer0 으로 형성하도록 작용한다. 폴리머 분산형 전기영동 매체에서의 연속 상, 및 마이크로셀 매체의 셀 벽들은 유사한 기능들을 서빙한다. 전기영동 매체에서의 바인더로서 사용된 특정 재료가 매체의 전기 광학 특성들에 영향을 줄 수 있음이 E Ink 연구자들에 의해 발견되었다. 바인더의 선택에 의해 영향을 받는 전기영동 매체의 전기 광학 특성들 중에, 미국 특허 제7,119,772호(특히 도 34 및 관련 설명 참조)에 논의된 바와 같이, 소위 "체류 시간 의존성 (dwell time dependence)"이 있다. 일부 경우들에 있어서, 쌍안정 전기영동 디스플레이의 2개의 특정 광학 상태들 사이의 전이에 필요한 임펄스가 그것의 초기 광학 상태에서의 픽셀의 상주 시간에 따라 변화하는 것이 발견되었고, 이러한 현상이 "체류 시간 의존성” 또는 "DTD” 로서 지칭된다. 분명하게, DTD 는 디스플레이를 구동시키는 어려움에 영향을 주고 생성된 이미지의 품질에 영향을 줄 수도 있으며; 예를 들어, DTD 는 균일한 그레이 컬러의 영역을 형성하도록 가정되는 픽셀들로 하여금 그레이 레벨에서 서로 약간씩 상이하게 할 수도 있으며 사람의 눈은 그러한 변동들에 매우 민감하기 때문에, DTD 를 가능한 한 작게 유지하는 것이 바람직하다. 바인더의 선택이 DTD 에 영향을 주는 것으로 알려져 있지만, 임의의 특정 전기영동 매체에 대해 적절한 바인더를 선택하는 것은, DTD 와 바인더의 화학적 성질 사이의 관계를 본질적으로 이해하지 못하여, 지금까지 트라이얼-앤드-에러 (trial-and-error) 를 기반으로 하여 왔다.
미국 특허 출원 공보 제2005/0107564호에는 (a) (i) -테트라메틸크실렌 디이소시아네이트를 포함하는 적어도 하나의 폴리이소시아네이트[계통명 1.3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠; 이 물질은 이하 "TMXDI"로 불릴 수도 있음]; (ii) 폴리프로필렌 글리콜을 포함하는 적어도 하나의 이작용성 폴리올, 및 (iii) 산 작용기 및 히드록시, 1차 아미노, 2차 아미노 및 이들의 조합들로부터 선택된 적어도 2개의 이소시아네이트 반응기를 포함하는 이소시아네이트 반응성 화합물의 반응 생성물을 포함하는 이소시아네이트 종결된 예비중합체; (b) 3차 아미노기를 포함하는 중화제; (c) 일작용성 사슬 종결제; (d) 유기 디아민을 포함하는 사슬 연장제; 및 (e) 물의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 폴리머를 포함하는 수성 폴리우레탄 분산제가 기재되어 있다. 이하 "TMXDI/PPO” 분산제로 불릴 수도 있는 이러한 폴리우레탄 분산제는 전기영동 디스플레이들에서 라미네이션 접착제로서 유용한 것으로 밝혀졌다.
이하의 논의는 초기 그레이 레벨로부터 (초기 그레이 레벨과 상이할 수도 있거나 또는 상이하지 않을 수도 있는) 최종 그레이 레벨로의 전이를 통해 전기 광학 디스플레이의 하나 이상의 픽셀들을 구동하기 위한 방법들에 포커싱할 것이다. 용어 "파형 (waveform)" 은 하나의 특정 초기 그레이 레벨로부터 특정 최종 그레이 레벨로의 전이를 시행하는데 사용된 전체 전압 대 시간 곡선을 표시하는데 사용될 것이다. 통상적으로 그러한 파형은 복수의 파형 엘리먼트들을 포함할 것이며; 여기서 이들 엘리먼트들은 본질적으로는 직사각형이고 (즉, 주어진 엘리먼트는 시간 주기 동안 정전압의 인가를 포함한다); 엘리먼트들은 "펄스들" 또는 "구동 펄스들" 로 불릴 수도 있다. 용어 "구동 스킴 (drive scheme)" 은 특정 디스플레이에 대한 그레이 레벨들 간에 모든 가능한 전이들을 시행하는데 충분한 파형들의 세트를 표시한다. 디스플레이는 1 초과의 구동 스킴을 이용할 수도 있으며; 예를 들어, 전술한 미국 특허 제7,012,600호는 구동 스킴이 그 수명 동안 동작 중이었던 시간 또는 디스플레이의 온도와 같은 파라미터들에 의존하여 수정될 필요가 있을 수도 있고, 따라서 디스플레이에는 상이한 온도 등에서 사용될 복수의 상이한 구동 스킴들이 제공될 수도 있다는 것을 교시한다. 이러한 방식으로 사용된 구동 스킴들의 세트는 "관련된 구동 스킴들의 세트" 로 지칭될 수도 있다. 전술된 "디스플레이들을 구동하기 위한 방법들" 애플리케이션들에서 설명된 바와 같이, 동일한 디스플레이의 상이한 영역들에서 동시에 1 초과의 구동 스킴을 사용하는 것이 또한 가능하며, 이러한 방식으로 사용된 구동 스킴들의 세트는 "동시적 구동 스킴들의 세트" 로 지칭될 수도 있다.
전자 디바이스들의 분야에서의 한가지 필요성은 디바이스의 수명 동안 언제든지 품질 문제들을 해결하고 고장을 해결하기 위해 그러한 디바이스들 및 그것들의 컴포넌트들의 제조 소스 및 로트의 식별이다. 본 발명은 이러한 필요성을 효율적이고 효과적인 방식으로 충족시키기 위한 적절한 툴들을 제공하고자 한다.
발명의 요약
따라서, 일 양태에서, 본 발명은 (a) 전기 전도성 광 투과성 층, (b) 전기 광학 재료 층, (c) 접착 층, 및 (d) 전기 전도성 광 투과성 층과 복수의 픽셀 전극들 사이에 전위 (electrical potential) 를 인가하도록 구성된, 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판을 순서대로 포함하는 전기 광학 디바이스 (electro-optic device) 를 제공하고, 상기 전기 광학 디바이스는 자극 (stimulus) 에 의해 활성화시 특성 파장 프로파일 (characteristic wavelength profile) 의 방사선 (radiation) 을 방출하는 식별 마커 (identification marker) 를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 전기 광학 디바이스의 층들 중 하나 내에 또는 그에 인접하게 위치한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 (a) 전기 전도성 광 투과성 층, (b) 전기 광학 재료 층, (c) 접착 층 (adhesive layer), 및 (d) 이형 필름을 순서대로 포함하는 전면 라미네이트를 제공하며, 상기 전면 라미네이트는 자극에 의한 활성화 시에 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 상기 전면 라미네이트의 층들 중 하나 내에 또는 그에 인접하게 위치한다.
다른 양태에서, 본 발명은 전기 광학 디바이스들의 제조에 유용한 이중 이형 시트를 제공하며, 상기 이중 이형 시트는 (a) 제 1 이형 필름, (b) 제 1 접착 층, (c) 전기 광학 재료 층, (d) 접착 층, 및 제 2 이형 필름을 순서대로 포함하고, 상기 이중 이형 시트는 자극에 의한 활성화시 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 이중 이형 시트의 층들 중 하나 내에 또는 그에 인접하게 위치한다.
다른 양태에서, 본 발명은 전기 광학 디바이스 및 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것을 인증하는 방법을 제공하고, 그 방법은, (a) 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층, 및 전기 전도성 광 투과성 층과 픽셀 전극들 사이에 전위를 인가하도록 구성된 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판을 순서대로 포함하는 전기 광학 디바이스를 제공하는 단계로서, 상기 전기 광학 디바이스는 활성화 시에 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 전기 광학 디바이스의 층들 중 하나 내에 또는 그에 인접하게 위치하는, 상기 전기 광학 디바이스를 제공하는 단계, (b) 자극에 의해 식별 마커를 활성화시키는 단계, (c) 식별 마커에 의해 야기된 방출된 전자기 방사선을 검출하는 단계, 및 (d) 디바이스 또는 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것의 진위 (authenticity) 를 결정하거나 전기 광학 디바이스 또는 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것의 제조 로트를 결정하는 단계를 포함한다.
도면들의 간단한 설명
첨부된 도면들의 도 1a 및 도 1b 는 접착 층에 식별 마커를 갖는 전기 광학 디바이스의 일 예의 예시이다. 전면 라미네이트로부터 이러한 디바이스를 제조하는 공정의 단계들의 예가 그래픽적으로 설명된다.
첨부된 도면들의 도 2a 내지 도 2e 는 접착 층에 식별 마커를 갖는 전기 광학 디바이스의 다른 예의 예시이다. 이중 이형 시트로부터 그러한 디바이스를 제조하는 프로세스의 단계들의 예가 그래픽적으로 기술된다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c 는 백플레인 기판 상의 코팅인 활성화 영역을 갖는 전기 광학 디바이스의 예시이다. 전면 라미네이트로부터 이러한 디바이스를 제조하는 프로세스의 상이한 단계들의 예가 그래픽적으로 기술된다.
도 4 는 전기영동 매체 (electrophoretic medium) 를 갖는 전기 광학 디바이스의 예시이다. 전기영동 매체는 식별 마커로서 하전 입자들을 포함한다.
도 5 는 마이크로캡슐화된 전기영동 매체를 갖는 전기 광학 디바이스의 예시이다. 마이크로캡슐들의 쉘은 식별 마커로서 입자들을 포함한다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d 는 백플레인 기판 상의 코팅인 활성화 영역을 갖는 전기 광학 디바이스의 사진 이미지들이며, 여기서 전기 광학 디바이스는 (1) 통상적인 형광 광에 의해, 그리고 (2) 청색 광에 의해 조명된다.
도 7 은 입사 광과 전기 광학 디바이스의 상호작용의 예시이다. 전기 광학 디바이스의 활성화 영역은 백플레인 기판의 접착 층 측 상의 코팅이다.
상세한 설명
본 발명은, 층들 중의 하나에 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하여, 디바이스 및 그것의 컴포넌트들의 제조 소스의 식별을 가능하게 하는 전기 광학 디바이스를 제공한다. 본 기술은 또한 디바이스의 수명 동안 언제든지 전기 광학 디바이스 및 그것의 컴포넌트들의 제조 로트의 식별을 가능하게 한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는, 순서대로, 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층, 및 전기 전도성 광 투과성 층과 픽셀 전극들 사이에 전위를 인가하도록 구성된 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판을 포함한다. 전기 광학 디바이스는 자극에 의한 활성화 시에 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 그 활성화 영역은 전기 광학 디바이스의 층들 중 하나에 위치된다.
전기 광학 디바이스들의 일반적인 제조 방법은 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층, 및 이형 필름을 순서대로 포함하는 전면 라미네이트 (front plane laminate; FPL) 의 사용을 수반한다. FPL은 한 위치에서 생산되어 다른 위치로 저장되거나 출하될 수 있다. 그것은 해당 전기 광학 디바이스를 언제 어디서나 필요하면 제조하기 위해 사용될 수 있다. 이형 필름은 간단히 제거될 수도 있고, 접착 층을 노출시키고 제조자가 전기 광학 디바이스를 얻기 위해 백플레인 기판을 간단히 부착할 수 있게 한다. FPL의 층들 중 하나에 식별 마커를 갖는 활성화 영역의 통합은 FPL 및 결과적인 전기 광학 디바이스의 수명 동안 임의의 시간에 FPL의 제조 로트의 식별 및 제조 소스의 인증을 가능하게 한다.
전기 광학 디바이스들의 다른 제조방법은 제 1 이형 필름, 제 1 접착 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층; 및 제 2 이형 필름을 순서대로 포함하는 이중 이형 시트의 사용을 수반한다. 이중 이형 필름은 한 위치에서 생산되어 다른 위치로 저장 또는 출하될 수 있다. 그것은 해당 전기 광학 디바이스를 언제 어디서나 필요하면 제조하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 이형 필름은 제거될 수 있고, 제 1 접착 층을 노출시키고 제조자가 전기 전도성 광 투과성 층을 부착할 수 있게 한다. 그 후, 제 2 이형 필름이 제거될 수 있고, 제 2 접착 층을 노출시키고 제조자가 백플레인 기판을 그 위에 간단히 부착하여 전기 광학 디바이스를 얻을 수 있게 한다. 이중 이형 시트의 층들 중 하나에 식별 마커를 갖는 활성화 영역의 통합은 이중 이형 시트 및 결과적인 전기 광학 디바이스의 수명 동안 임의의 시간에 이중 이형 시트의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 가능하게 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "광 (light)"은 가시 스펙트럼뿐만 아니라 임의의 파장의 전자기 방사선이다.
이상적인 활성화 영역 및 대응하는 식별 마커는 다음과 같은 특징을 갖는다:
a. 그것은 시각적 검사 또는 분석 기기의 사용을 통해 쉽게 검출가능해야 한다;
b. 그것은 전기 광학 디바이스의 동작이나 외관과 크게 간섭해서는 안 된다.
식별 마커는 형광 염료 (fluorescent dye), 형광 안료 (fluorescent pigment), 인광 염료 (phosphorescent dye), 인광 안료 (phosphorescent pigment) 또는 이들의 혼합물일 수도 있다.
식별 마커는 형광 염료 또는 2종 이상의 형광 염료의 조합을 포함할 수도 있다. 식별 마커는 또한 형광 안료 또는 형광 안료의 조합을 포함할 수도 있다. 식별 마커는 또한 형광 염료 및 형광 안료의 조합을 포함할 수도 있다. 형광 염료 또는 형광 안료는 빛을 흡수하여 다른 파장으로 재방출하는 화합물이다. 통상적으로, 방출된 파장은 입사광의 파장보다 길다.
염료는 그것이 사용되는 조성물의 매질에 가용성인 물질이다. 반대로, 안료는 그것이 사용되는 조성물의 매질에 불용성인 물질이고 고체로서 존재한다.
식별 마커는 인광 염료 또는 2종 이상의 인광 염료의 조합을 포함할 수도 있다. 식별 마커는 또한 인광 안료 또는 인광 안료들의 조합을 포함할 수도 있다. 식별 마커는 또한 인광 염료 및 인광 안료의 조합을 포함할 수도 있다. 인광 염료 또는 인광 안료는 광을 흡수하여 다른 파장에서 재방출하는 화합물이며, 방출은 형광의 경우보다 통상적으로 더 긴 광에 노출된 후 일정 기간에 걸쳐 일어난다.
발광 염료 및 안료로 통칭될 수 있는 형광 및 인광 염료 및 안료는 아크리딘, 시아닌, 플루오론, 루시페린, 옥사진, 페난트리딘, 및 로다민 화학물질 부류의 구성원일 수도 있다. 발광 염료들 및 안료들의 비제한적인 예들은 아크리딘 오렌지, 아크리딘 옐로우, 아크리플라빈, 겔그린, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, Cy7.5, DiI, DiOC6, 헵타메틴 염료들, 인도시아닌 그린, 메로시아닌, SYBR 그린 I, SYBR Safe, Sytox, YOYO-1, 칼세인, 카르복시플루오레세인 디아세테이트 A-숙신이미딜 에스테르, 카르복시플루오레세인 /V-숙신이미딜 에스테르, 디클로로플루오레세인, 6-카르복시플루오레세인, 에오신 Y, 에오신 B, 에리트로신, 플루오-3, 플루오-4, 플루오레세인, 플루오레세인 아미다이트, 플루오로세인 이소시아네이트, 인디안 옐로우, 메르브로민, 퍼시픽 블루, 플록신 B, 세미나프타로다플루오르, 코엘렌테라진, 반딧불이 루시페린, 바굴린, 브릴리언트 크레실 블루, 크레실 바이올렛, 갈로시아닌, 나일 블루, 나일 레드, 레자주린, 에티듐 브로마이드, GelRed, 프로피듐 요오드화물, 로다민 6G, 로다민 B, 로다민 123, 설포로다민 101, 텍사스 레드, 및 설포로다민 B 이다.
활성화 영역은 전기 광학 디바이스의 접착 층 또는 FPL에 위치할 수도 있고, 또는 그것은 접착 층에 인접하여 위치할 수도 있다. 이중 이형 시트의 경우, 활성화 영역은 임의의 접착 층 내에 위치될 수도 있거나 또는 일방 또는 양자 모두의 접착 층에 인접하게 위치될 수도 있다. 예를 들어, 활성화 영역의 식별 마커는 접착 층과 접촉하는 코팅의 일부일 수도 있다. 활성화 영역은 문자, 숫자 또는 이들의 조합으로 이루어진 이미지를 형성할 수도 있다.
본 발명의 변형에서, 활성화 영역은 접착 층에 있다. 보다 구체적으로, 식별 마커는 접착 층을 생성하기 위해 전기 광학 재료 층 상에 접착 재료를 도포하기 전에 접착 재료와 결합될 수도 있다. 도 1a 및 도 1b 는 FPL 및 접착 층 내에 식별 마커를 갖는 전기 광학 디바이스의 예시를 제공한다. 도 1a 및 도 1b 는 또한 접착 층 내에 식별 마커를 갖는 전기 광학 디바이스 및 FPL을 제조하는 프로세스의 상이한 단계들의 예를 제공한다. 보다 구체적으로, 도 1a는 FPL을 만드는 프로세스의 일 예이다. 식별 마커는 접착 재료와 혼합되어 접착 재료와 식별 마커의 조합을 형성한다. 이 조합은 103으로 표시된다. 그 다음, 필름(105) 상에 접착 재료와 식별 마커(103)의 조합을 도포하여 접착 필름(105A)을 형성한다. 그 다음, 접착 필름은 전기 전도성 광 투과성 층(101) 및 전기 광학 재료 층(102)을 포함하는 제조 물품 상에 적용된다. 이에 따라, 이형 층의 역할을 하는 필름(105)과 접촉하는 전기 광학 재료 층(102) 상의 접착 층(104A)이 형성된다. 결과적인 FPL(106A)은 FPL 및 결과적인 전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 가능하게 하는 식별 마커를 포함한다.
전면 라미네이트(FPL)는 도 1b에 도시된 바와 같이, 전기 광학 디바이스의 제조에 즉시 사용될 수도 있는 물품이거나, 또는 그것은 전기 광학 디바이스의 제조를 위해 저장, 운송 및 추후 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 이형 필름은 FPL(106A)로부터 제거될 수도 있고, FPL은 전기 광학 디바이스(108A)의 제조 프로세스를 완료하기 위해 백플레인 기판(107)의 표면 상에 부착될 수도 있다. 백플레인 기판은 복수의 픽셀 전극들 및 그 픽셀 전극들에 가변 전위들을 인가하도록 배열된 구동 수단을 포함한다.
결과적인 전기 광학 디바이스(108A)는 전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 가능하게 하는 식별 마커를 포함한다.
본 발명의 다른 변형예에서, 이중 이형 시트의 활성화 영역은 이중 이형 시트(및 결과적인 전기 광학 디바이스)의 접착 층에 위치된다. 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스의 제조 프로세스의 일 예를 나타낸다. 활성화 영역을 포함하는 본 발명의 디바이스는 도 2e에서 290으로 표시된다. 접착 층에 활성화 영역을 포함하는 이중 이형 시트의 예는 도 2c에서 260으로 표시된다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 이중 이형 시트를 제조하는 프로세스의 단계들의 예를 제공한다. 식별 마커는 제 1 이형 필름(221)에 도포되기 전에 접착 재료와 결합될 수도 있다. 접착 재료와 식별 마커의 조합은 제 1 접착 조성물(222)을 형성한다. 제 1 접착 조성물(252)을 제 1 이형 필름(221) 상에 도포하면, 제 1 이형 필름(221) 상에 제 1 접착 층(223)이 형성된다. 이어서, 제 1 접착 층(223) 상에 제 3 이형 필름(224)을 배치되어 제 1 이형 롤(220)을 형성한다. 도 2b에 예시된 별도의 단계에서, 전기 광학 재료 조성물이 제 4 이형 필름(231) 상에 코팅되어 구조체(230)를 형성한다. 제 3 이형 필름(224)을 제 1 이형 롤(220)로부터 이형하고, 노출된 제 1 접착 층(223)을 구조체(230)의 전기 광학 재료 층(232)과 접촉시킨 후, 중간 전기 광학 웨브(web)(240)가 형성된다. 중간 전기 광학 웨브(240)는 도 2c에 예시된 바와 같이 이중 이형 시트(260)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 제 2 접착 조성물(252)을 제 2 이형 필름(251) 상에 도포하여 제 2 이형 롤(250)의 일부인 제 2 접착 층(253)을 형성한다. 제 2 접착 조성물(252)은 접착 재료와 식별 마커를 혼합하여 만들어질 수도 있다. 제 4 이형 필름(231)을 중간 전기 광학 웨브(240)로부터 이형하고, 노출된 전기 광학 재료 층(232)의 표면을 제 2 이형 롤(250)의 제 2 접착 층(253)과 접촉시킨 후, 이중 이형 시트(260)가 형성된다. 식별 마커는 접착 층들(223, 253) 중 하나에 포함될 수도 있다. 식별 마커는 제 1 접착 층(223) 및 제 2 접착 층(253) 양자 모두에 포함될 수도 있다. 후자의 경우, 제 1 접착 층(223)은 이중 이형 시트의 제 2 접착 층(253)에 포함된 식별 마커(또는 식별 마커들의 조합)와 다른 식별 마커 또는 식별 마커들의 다른 조합을 포함할 수도 있다.
일방 또는 양자 모두의 접착 층에 하나 이상의 식별 마커를 포함하는 이중 이형 시트(260)는 전기 광학 디바이스의 제조를 위해 저장되고 나중에 사용될 수도 있다. 도 2d 및 도 2e는 이중 이형 시트를 사용하여 전기 광학 디바이스를 제조하는 프로세스의 단계들의 예를 도시한다. 이중 이형 시트(260)의 제 2 이형 필름(251)을 제거하고, 노출된 제 2 접착 층(253)의 표면에 백플레인 기판(270)을 접속하여 구조체(275)를 형성한다. 그 다음, 구조체(275)로부터 제 1 이형 필름(221)이 제거되고, 노출된 제 1 접착 층(223)이 광 투과성 전기 전도성 전극(280)에 접속되어, 광 투과성 전기 전도성 전극 층(281)을 포함하는 전기 광학 디바이스(290)를 형성한다. 이중 이형 시트에 대한 광 투과성 전기 전도성 전극(280)의 부착은 백플레인 기판(270)의 부착 전에 수행될 수도 있다. 결과적인 전기 광학 디바이스(290)는, 그것이 제조된 이중 이형 시트 형태로서, 그것의 접착 층들 중 적어도 하나에 적어도 하나의 식별 마커(또는 식별 마커의 조합)를 포함한다. 식별 마커 또는 식별 마커들의 조합은 전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 가능하게 한다.
전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및/또는 제조 로트의 식별은 광(자극)으로 백플레인 기판의 표면을 조명함으로써 수행될 수도 있고, 이는 식별 마커가 백플레인 기판의 외부 표면으로부터 가시적이거나 측정가능한 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하게 한다. 따라서, 백플레인 기판으로부터 특성 파장 프로파일의 방출된 방사선의 시각적 검사 또는 분광학적 결정은 전기 광학 디바이스의 진위(또는 아님)를 결정할 수 있다. 그 안에 픽셀 전극들이 존재함에도 불구하고, 백플레인 기판은 일반적으로 자외선, 가시광선 및 근적외선 방사선에 대해 적어도 부분적으로 광 투과성이고(또는, 그렇게 되도록 설계될 수 있음), 전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및/또는 제조 로트의 식별의 프로세스를 실행가능하게 한다. (전자기 스펙트럼의 상기 언급된 영역들의 관점에서) 불투명한 백플레인 기판의 경우에도, 제조 소스의 인증 및/또는 제조 로트의 식별은, 필요한 경우에, 디바이스의 나머지로부터 백플레인 기판을 분리하고, 제조 소스를 인증하고 및/또는 디바이스의 제조 로트를 식별하고, 디바이스의 나머지와 백플레인 기판을 재접속함으로써 달성될 수도 있다. 대안적으로, 인증 및/또는 식별은 자외선, 가시 또는 근적외선 방사선에 의존하지 않는 식별 마커들을 사용함으로써 달성될 수 있다. 엑스선 또는 감마선과 같은 고에너지 방사선에 대해 특징적인 반응을 제공하는 식별 마커들이 사용될 수도 있다.
본 발명의 변형예에서, 활성화 영역은 접착 층에 인접한다. 보다 구체적으로, 활성화 영역은 접착 층과 접촉하는 전기 광학 디바이스의 층 상의 코팅일 수도 있다. 활성화 영역은 (a) 전기 광학 재료 층 상의 코팅, (b) (그것 상의 접착제 조성물의 코팅 전에 생성된) 이형 층을 형성하는 필름 상의 코팅, 또는 (c) 백플레인 기판 상의 코팅일 수도 있다. FPL의 경우, 활성화 영역은 (a) 전기 광학 재료 층 상의 코팅, (b) 접착 층 상의 코팅, 그 코팅은 제 1 이형 필름의 부착 전에 생성됨, (c) 또는 이형 필름 상의 코팅일 수도 있다. 이중 이형 시트의 경우, 활성화 영역은 (a) 백플레인 기판 상의 코팅, (b) 제 1 접착 층 상의 코팅, 그 코팅은 제 1 이형 필름의 부착 전에 생성됨, (c) 제 1 이형 필름 상의 코팅, (d) 제 2 접착 층 상의 코팅, 그 코팅은 제 2 이형 필름의 부착 전에 생성됨, (e) 제 1 이형 필름 상의 코팅, 또는 (f) 제 2 이형 필름 상의 코팅일 수도 있다.
코팅을 위해 식별 마커 자체 또는 식별 마커의 용액 또는 식별 마커의 분산액이 사용될 수도 있다. 코팅은 또한 필름 형성 폴리머를 포함할 수도 있다. 도 3a 및 도 3b 는 FPL 및 그 FPL을 사용하는 전기 광학 디바이스의 예시를 제공한다. 활성화 영역은 백플레인 기판 상의 코팅이다. 도 3a는 FPL을 만드는 프로세스의 일 예이다. 접착 재료(109)가 필름(105) 상에 도포되어 접착 필름(105B)을 생성한다. 그 다음, 전기 광학 재료 층 (102) 상에 접착 필름이 도포된다. 전기 광학 재료 층은 전기 전도성 광 투과성 층(101)과 접촉한다. 이 프로세스를 사용하여, FPL(106B)이 형성된다. 이는 도 3b에 예시된 바와 같이, 전기 광학 디바이스들의 제조를 위해 즉시 사용될 수도 있거나 또는 전기 광학 디바이스들의 제조를 위해 저장, 운송 및 나중에 사용될 수도 있는 물품이다. 보다 구체적으로, 이형 필름은 FPL(106B)로부터 제거될 수도 있고, FPL은 전기 광학 디바이스(108B)의 제조 프로세스를 완료하기 위해 백플레인 기판(107) 상에 부착될 수도 있다. 이 예에서, 백플레인 기판은 식별 마커(103)를 포함하는 조성물로 사전-코팅되었다. 코팅 (110) 인 활성 영역은 미리 계측된 코팅들, 이를 테면, 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 코팅, 슬라이드 또는 캐스케이드 코팅, 커튼 코팅, 롤 코팅, 이를 테면, 나이프 오버 롤 코팅, 순방향 및 역방향 롤 코팅, 샘플링, 그라비어 코팅, 플렉소그래피, 딥코팅, 스프레이 코팅, 메니스커스 코팅, 스핀 코팅, 브러쉬 코팅, 에어 나이프 코팅, 실크스크린 프린팅 프로세스들, 정전식 프린팅 프로세스들, 서멀 프린팅 프로세스들, 잉크젯 프린팅 프로세스들, 및 다른 유사한 기법들과 같은 임의의 코팅 기법을 사용하여 수행될 수 있다.
도 3c는 전기 전도성 광 투과성 층이 위치되는 측으로부터 전기 광학 디바이스의 상부 표면으로부터 보여지는 전기 광학 디바이스(108B)의 예시를 제공한다. 활성화 영역(110)은 백플레인 기판 상에 있고 접착 층(104)과 접촉한다. 활성화 영역은 문자 ("EPD") 를 포함하는 이미지를 형성한다.
FPL들, 이중 이형 시트, 및 전기 광학 디바이스의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 위해 방법이 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 다양한 시나리오들이 존재한다. 전술한 바와 같이, FPL 또는 이중 이형지의 접착 층을 형성하기 전에, (자극에 의한 활성화 시에) 특성 파장 프로파일의 방출을 제공하는 형광 염료 또는 안료와 같은 식별 마커가 접착 재료에 혼합될 수도 있다. 방출은 시각적으로 관찰되거나 분광학적으로 결정될 수도 있다. 상이한 비율의 다수의 형광 및/또는 인광 염료들이 사용될 수도 있어서, 방출 프로파일을 더욱 복잡하게 만들고, FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 수명 동안 검출될 수 있는 추가 정보의 코딩을 가능하게 한다. 즉, 염료들의 성질 및 염료들의 양 비들에 의존하는 파장 피크들 및 피크들에서의 광 진폭들은 제조 장소, 제조 시간, 제조 로트, 재료의 소스 등과 같은 다양한 정보를 코딩할 수도 있다.
식별 마커는 또한 FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 다양한 층 표면들 중 하나 이상에 코팅될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 코팅은 활성화시 검출될 수도 있는 다양한 이미지들의 생성을 허용함으로써 추가적인 유연성을 가능하게 한다. 이들 이미지들은 FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 제조 로트들 및 다른 특정 정보에 대응할 수도 있는 숫자들 및 문자들을 포함할 수도 있다. FPL 및 대응하는 전기 광학 디바이스의 경우에, 활성화 영역은 (a) 접착 층의 부착 전에 전기 광학 재료 층 상의 코팅, (b) 그것 상에 접착제 조성물의 코팅 전에 이형 층을 형성하는 필름의 표면 상의 코팅, 또는 (c) FPL의 접착 층의 부착 전에 백플레인 기판 상의 코팅의 결과일 수도 있다. 옵션 (b) 에서, 활성화 영역은 이형 필름의 제거 후에 접착 층의 표면 상에 적어도 부분적으로 남는다. 또한, 형광 염료와 같은 다양한 식별 마커가 다양한 위치에서 동일한 FPL 및 전기 광학 디바이스에 포함될 수도 있어, 방출된 광을 더욱 복잡하게 하고 전기 광학 디바이스, FPL 및 이들의 컴포넌트들에 대한 더 많은 정보를 인코딩할 수 있다. 이중 이형 시트 및 대응하는 전기 광학 디바이스의 경우, 활성화 영역은 (a) 백플레인 기판 상의 코팅, (b) 제 1 접착 층 상의 코팅, 그 코팅은 제 1 이형 필름의 부착 전에 생성됨, (c) 제 1 이형 필름 상의 코팅, (d) 제 2 접착 층 상의 코팅, 그 코팅은 제 2 이형 필름의 부착 전에 생성됨, (e) 제 1 이형 필름 상의 코팅, 또는 (f) 제 2 이형 필름 상의 코팅일 수도 있다.
다양한 자극들이 식별 마커를 활성화시키기 위해 사용될 수도 있으며, 예컨대 (a) 약 400 nm 내지 약 1000 nm의 파장을 갖는, 전자기 스펙트럼의 가시선 및 근적외선 영역에서의 전자기 방사선, (b) 약 200 nm 내지 약 400 nm의 파장을 갖는, 전자기 스펙트럼의 자외선 영역에서의 전자기 방사선, (c) 약 0.01 nm 내지 약 10 nm의 파장을 갖는, 전자기 스펙트럼의 x 선 영역에서의 전자기 방사선, 및 (d) 약 10-2 내지 약 10-6 nm의 파장을 갖는, 전자기 스펙트럼의 감마선 영역에서의 전자기 방사선이 있다. 이러한 전자기 방사선은 FPL, 이중 이형 시트 또는 전기 광학 디바이스를 투과하고 식별 마커에 도달하여 특성 방출의 형태로 응답을 유도해야 한다. 식별 마커로부터 방출된 방사선은 또한 FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 외부로부터 검출가능하도록 FPL, 이중 이형 시트, 및 전기 광학 디바이스의 외부로 투과해야 한다. 이러한 시나리오들에서, FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 층들은 IR, 가시 또는 자외 방사선에 대해 적어도 부분적으로 광-투과성일 것이 요구된다. 전자기 방사선에 의해 활성화될 수 있고 더 긴 파장(더 낮은 에너지)을 갖는 특성 파장 프로파일에서 방출하는 식별 마커들의 사용은 근 IR, 가시 또는 자외선 방사선에 대해 불투명한 FPL, 이중 이형 시트, 및 디바이스들의 제조 소스의 인증 및 제조 로트의 식별을 가능하게 한다. 주기율표의 란탄족 계열 원소인 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀 및 이들의 염은 식별 마커로서 작용할 수 있다. 그것들은 엑스선과 감마선에 의해 활성화될 수도 있다. 전기 광학 디바이스에 사용되는 재료들에는 엑스선과 감마선이 쉽게 침투한다. 이러한 고에너지 전자기 방사선의 침투는 납과 같은 중금속의 두꺼운 금속 층들에 의해서만 금지된다. 엑스선 및 감마선의 여기 시에, 란탄족 금속 및 이들의 염은 엑스선 형광(XRF)을 통해 검출될 수도 있는 특성 스펙트럼들을 방출한다. XRF의 검출 한계는 매우 낮으며(ppm 범위), 이는 매우 적은 양의 란탄족 금속 또는 이의 염이 FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 인증을 가능하게 하기에 충분하다는 것을 의미한다. 란탄족 금속 또는 이의 염은 FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 층들 중 임의의 것, 예컨대 접착 층 또는 전기 광학 재료 층에 존재할 수도 있거나, 그것은 임의의 층 상의 코팅의 일부일 수도 있다. 상기 언급된 원소들(유로퓸, 가돌리늄, 테르븀) 이외에도, 란탄족 계열에는 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 및 루테튬이 포함된다.
본 발명의 다른 변형예에서, 식별 마커는 전기 광학 재료 층에 위치된 입자들의 형태로 FPL, 이중 이형 시트, 및 전기 광학 디바이스에 존재할 수도 있다. 이들 입자들은 하전되거나 하전되지 않을 수도 있다.
전술한 바와 같이, 특정 유형들의 전기 광학 디바이스들 (또는 FPL, 또는 이중 이형 시트들) 에서, 전기 광학 재료 층은 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 복수의 제 1 종들의 하전 입자들을 갖는 전기영동 매체를 포함하여, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한, 상이한 디스플레이 상태들에 기여한다. 전기영동 매체는 마이크로 캡슐 쉘을 갖는 복수의 마이크로 캡슐들에 의해 캡슐화될 수도 있다. 전형적으로, 이러한 전기 광학 디바이스들은 복수의 적어도 하나의 종들의 전하 입자를 포함하지만, 이들은 다양한 잠재적인 광학 상태들에 기여하는 다수의 종들의 입자들을 포함할 수 있다. 캡슐화된 전기영동 매체는 복수의 제 2 종들의 하전 또는 비하전 입자들을 더 포함할 수도 있고, 제 2 종들의 입자들은 식별 마커일 수도 있다. 제 2 종들의 입자들은 전기 광학 디바이스 (또는 FPL, 또는 이중 이형 시트) 의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 전기영동 매체 내에 존재하는 제 1 종들의 입자들 및 임의의 다른 입자들로부터 구별될 수 있다. 전기영동 매체가 마이크로 캡슐 형태인 대신, 상술한 바와 같이 중합성 물질을 사용하여 형성된 다수의 마이크로 셀에 존재할 수도 있다.
전기 광학 디바이스 (또는 FPL, 또는 이중 이형 시트) 의 전기 광학 재료는, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한, 상이한 디스플레이 상태들에 기여하는, 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는, 복수의 제 1 및 제 2 종들의 하전 입자들을 포함하는 전기영동 매체를 포함할 수도 있다. 전기영동 매체는 마이크로 캡슐 쉘들을 갖는 복수의 마이크로 캡슐들에 의해 캡슐화될 수도 있다. 캡슐화된 전기영동 매체는 마이크로캡슐 쉘들의 일부인 복수의 제 3 종들의 안료 입자들을 더 포함할 수도 있고, 제 3 종들의 입자들은 식별 마커일 수도 있다. 제 3 종들의 입자들은 전기 광학 디바이스 (또는 FPL, 또는 이중 이형 시트) 의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 제 1 종들의 입자들, 제 2 종들의 하전 입자들 및 전기영동 매체 내의 임의의 다른 입자들과 구별될 수 있다.
캡슐화된 전기영동 매체의 전형적인 제조 방법은, (a) 탄화수소 용매 중 하전된 입자들을 포함하는 유화된 액적의 존재 하에 젤라틴 및 아카시아 중합체의 수성 혼합물을 혼합하는 단계; (b) 그 혼합물을 약 40oC로 가열하고 pH를 약 4.9의 값으로 감소시켜, 젤라틴/아카시아 코아세르베이트를 포함하는 쉘을 갖는 마이크로캡슐들의 형성을 야기하는 단계; (c) 혼합물의 온도를 약 10oC로 감소시키는 단계; (e) 글루타르알데하이드 수용액을 첨가하여 마이크로캡슐 쉘의 가교결합을 야기하는 단계; (f) 혼합물을 약 25oC에서 12시간 동안 격렬하게 혼합하는 단계; (g) 온도를 50oC로 증가시키고 추가의 1시간 동안 혼합하여 과량의 가교제를 제거하는 단계; (g) 체질에 의해 100μm보다 큰 캡슐을 분리해내는 단계를 포함한다. 보유된 마이크로캡슐들은 폴리머 바인딩과 혼합되고 전기 광학 전극 상에 코팅되어 전기 광학 재료 층을 형성한다.
전술한 바와 같이, 전기영동 매체 내의 하전 입자들의 총 함량의 작은 함량에서의 하전 입자의 추가적인 종들의 포함은 대응하는 전기 광학 디바이스의 인증을 가능하게 할 수도 있다. 즉, 하전 입자의 추가적인 종들은 대응하는 FPL, 이중 이형 시트, 및 전기 광학 디바이스에서 식별 마커로서 기능할 수 있다. 식별 마커로서 유효하기 위해, 하전 입자들의 종들은 전기 광학 디바이스 (또는 FPL, 또는 이중 이형 시트) 의 시각적 검사를 통해 또는 광학 현미경과 같은 분석 기구를 사용하는 결정을 통해 검출가능해야 한다. UV-Vis 분광, 적외선 분광, x-선 형광 등과 같은 다양한 기법들에 의한 분광 측정이 또한 사용될 수도 있다. 따라서, 하전 입자 식별 마커는 전기 광학 재료 층의 하전 입자의 다른 종들과는 적어도 하나의 상이한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이들은 다른 종들의 하전 입자와 상이한 컬러, 상이한 형상, 또는 상이한 사이즈를 가질 수도 있다. 대안적으로, 하전 입자 식별 마커는 형광 또는 인광 안료일 수도 있으며, 이는 특성 파장 프로파일의 전자기 방사선의 방출에 의해 특정 파장의 전자기 방사선에 의한 여기 시에 검출될 수 있다. 식별 마커가 전기 광학 디바이스의 동작 및 그것의 광학 상태들과 상당히 간섭하는 것을 회피하기 위해, 하전 입자 식별 마커의 함량은 전기 광학 재료 층에 존재하는 하전 입자의 총 중량 함량에 비해 상대적으로 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 하전 입자 식별 마커는 전기 광학 재료 층의 총 하전 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 더 바람직하게는 약 0.02 중량% 내지 약 0.5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 0.05 중량% 내지 약 0.2 중량%일 수도 있다. 인가된 전기장의 특정 프로토콜은 하전 입자 식별 마커에 기초하여 디바이스의 인증을 가능하게 하는데 이용될 수도 있다. 전형적인 시각적 검사 또는 광학 현미경 결정을 위해, 하전 입자들은 전기 광학 재료 층의 표면으로부터 가시적이어야 한다.
도 4는 캡슐화된 전기영동 매체(114) 에서 식별 마커가 양으로 하전된 입자들(116)인 예의 예시를 제공한다. 이 예에서, 전기 광학 층(102)의 전기 광학 매체는 또한 양으로 하전된 흑색 안료 입자들(115A) 및 음으로 하전된 백색 입자들(114B)을 포함한다. 전기 전도성 광 투과성 전극(101) 상의 음 전하를 갖는 디바이스의 전극들에 걸친 전기장의 인가는 양으로 하전된 입자들(115A 및 116)이 전기 광학 디바이스의 관찰 측에 가깝게 이동하게 하고 음으로 하전된 백색 입자들이 전기 광학 층의 반대 측을 향해 이동하게 한다. 이는 하전 입자 식별 마커의 시각적 검사 또는 분광학적 결정을 가능하게 하여, 전기 광학 재료 층 및 대응하는 전기 광학 디바이스를 인증한다. 식별 마커는 또한 음으로 하전된 입자들일 수도 있다는 것이 당업자에 의해 이해된다.
전기영동 매체 내의 하전 입자들의 총 함량의 작은 함량에서의 추가적인 종들의 하전 입자의 포함은 또한, 대응하는 전기 광학 디바이스 (FPL, 및 이중 이형 시트) 의 인증을 가능하게 할 수도 있다. 입자들이 전하를 포함하지 않는 경우에도, 입자들은 전기영동 매체의 관찰 측 근처에 위치되도록 구동될 수도 있다는 것이 관찰되었다. 보다 구체적으로, 전기 광학 재료 층에 걸쳐 고 전압의 전기장이 인가되는 경우에, 전기영동 매체의 관찰 측을 향한 이동하는 하전 입자들의 흐름은 드래프트를 생성하고, 심지어 비하전 입자들을 전기영동 매체의 관찰 측 근처의 위치로 가져온다. 하전 입자 식별 마커들의 경우에 대해 전술한 바와 같이, 식별 마커로서 효과적이기 위해, 하전 입자 식별 마커는 전기 광학 재료 층의 하전 입자의 다른 종들과는 적어도 하나의 상이한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 비하전 입자 식별 마커는 또한 형광 또는 인광 안료일 수도 있다. 또한, 하전 입자 식별 마커의 함량은 전기 광학 재료 층에 존재하는 하전 입자의 총 중량 함량에 비해 상대적으로 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 하전 입자 식별 마커는 전기 광학 재료 층의 총 하전 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 더 바람직하게는 약 0.02 중량% 내지 약 0.5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 0.05 중량% 내지 약 0.2 중량%일 수도 있다.
전기 광학 디바이스가 캡슐화된 전기영동 매체를 포함하는 본 발명의 다른 변형예에서, 본 발명의 식별 마커는 캡슐화된 전기영동 매체의 마이크로캡슐들의 쉘의 일부인 안료 입자들일 수도 있다. 이들 입자들은 하전되거나 하전되지 않을 수도 있다. 극성 안료 입자들이 에멀젼에 존재하는 전술한 캡슐화 프로세스의 경우에서, 극성 안료 입자들의 일부 또는 전부가 마이크로캡슐들 내부에 존재하기보다는 전기영동 매체의 쉘의 일부가 되는 것으로 관찰되었다. 캡슐화된 전기영동 매체의 시각적, 현미경적 또는 분광학적 결정은 그러면 전기 광학 재료 층 및 대응하는 전기 광학 디바이스(또는 FPL)를 인증할 수도 있다. 극성 입자 식별 마커의 함량은 전기 광학 재료 층에 존재하는 하전 입자의 총 중량 함량에 비해 상대적으로 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 하전 입자 식별 마커는 전기 광학 재료 층의 총 하전 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량%, 더 바람직하게는 약 0.02 중량% 내지 약 0.3 중량%, 더욱 더 바람직하게는 약 0.05 중량% 내지 약 0.1 중량%일 수도 있다.
도 5는 식별 마커(극성 안료 입자들(119))가 캡슐화된 전기영동 매체(114)의 쉘 내에 존재하는 예의 예시를 제공한다. 이 예에서, 전기 광학 층(102)의 전기 광학 매체는 또한 흑색 안료 입자들(115A) 및 백색 입자들(114B)을 포함한다. 극성 안료 입자들의 존재에 대한 마이크로캡슐들의 쉘의 시각적, 현미경적 또는 분광학적 결정은 그러면 전기 광학 재료 층 및 대응하는 전기 광학 디바이스를 인증할 수도 있다.
하나보다 많은 활성화 영역들이 전기 광학 디바이스, 또는 FPL, 또는 이중 이형 시트의 상이한 영역들에서 사용될 수 있다. 이는 전기 광학 디바이스의 컴포넌트들 또는 상기 FPL, 또는 상기 이중 이형 시트에 포함되는 상이한 컴포넌트들 또는 재료들의 인증을 가능하게 할 수도 있다. 이는 또한 인가된 자극 또는 방사선 방출의 복잡성을 증가시켜 인증 프로토콜을 더욱 정교하게 하여, FPL, 이중 이형 시트, 또는 전기 광학 디바이스의 수명 동안 검출될 수 있는 추가 정보의 코딩을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 2개 이상의 식별 마커들의 조합의 사용은 전기 광학 디바이스, 또는 FPL, 또는 이중 이형 시트에 관한 더 많은 정보의 인코딩 및 취출(retrieval)을 가능하게 할 수도 있다.
실시예들
상기 방법론의 일 예가 하기 설명에 따라 평가되었다.
염료 수용액의 5 중량%의 형광 염료 Lucifer Yellow (Sigma-Aldrich사 공급) 를 함유하는 염료 수용액을 폴리머 수용액의 5 중량%의 폴리(비닐 알코올)을 함유하는 동일한 양의 폴리머 수용액과 혼합하였다. 결합된 용액을 백플레인 기판 상에 코팅하였다. 상기 백플레인 기판 상에 "E Ink"라는 단어가 잠상으로 형성되도록 코팅을 수행하였다. 루시퍼 옐로우(Lucifer yellow)는 자외선 또는 청색 가시 광에 의해 활성화되는 형광 염료이다. 이 염료는 활성화시, 전자기 스펙트럼의 가시 영역 및 청색 가시 광의 최대 흡수 파장보다 긴 최대 흡수 파장에서 방출한다. 이형 필름을 제거한 후, 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료, 접착 층 및 이형 필름을 순서대로 포함하는 FPL을 백플레인 기판에 부착하였다. 그 부착은 형광 염료의 코팅이 FPL의 접착 층과 접촉하도록 수행되었다. 전기 전도성 광 투과성 층 및 이 전기 광학 디바이스의 백플레인 기판은 형광 램프(60W, 1050 루멘)를 사용하여 조명되었다. 디바이스의 전면(전기 전도성 광 투과성 층) 및 디바이스의 후면(백플레인 기판)의 사진 이미지들이 획득되었다. 그 이미지들은 도 6a 및 도 6c 에서 각각 제공된다. 그 후, 이 전기 광학 디바이스의 전기 전도성 광 투과성 층 및 백플레인 기판을 청색 광을 사용하여 조명하였다. 디바이스의 전면(전기 전도성 광 투과성 층) 및 디바이스의 후면(백플레인 기판)의 사진 이미지들이 획득되었다. 그 이미지들은 도 6b 및 도 6d 에서 각각 제공된다.
본 실시예에서 사용된 FPL의 전기 광학 재료 층은 불투명하였다. 따라서, 입사광의 성질과 무관하게, 전기 전도성 광 투과성 전극이 위치하는 전기 광학 디바이스의 표면으로부터 형광 염료의 아무런 방출도 관찰되지 않는 것은 놀라운 일이 아니었다. 보통의 형광 전구로 형광 염료의 시도된 활성화의 경우, 전기 광학 디바이스의 임의의 표면으로부터 방출이 관찰되지 않았다. 부분적으로 광-투과성 백플레인 기판으로부터 디바이스에 입사할 수 있는 입사 광은 형광 염료를 활성화시키기에 충분히 높은 주파수를 갖지 않았다, 즉, 그것은 충분히 짧은 파장을 갖지 않는다. 그러나, 청색 광에 의한 백플레인 기판의 조명은 형광 염료를 활성화시켰고, 이는 가시 광 영역 및 청색 입사광의 파장보다 긴 최대 흡수 파장에서 광을 방출하였다. 이 방출은 도 6d 의 사진 이미지가 나타내는 바와 같이 백플레인 기판의 외부 표면을 보는 관찰자에 의해 명백하게 가시적이었다. 사진 이미지에서 "E Ink"라는 단어를 선명하게 볼 수 있다.
활성화 영역에 존재하는 형광 염료에 의한 광 흡수 및 방출의 개념의 단순화된 예시가 도 7에서 제공된다. 이 경우, 접착 층(104)과 접촉하는 백플레인 기판(107) 상의 코팅(109)은 형광 염료를 포함한다. 입사된 청색 광(111)은 형광 염료를 활성화시키고, 관찰자에 의해 가시적인 더 긴 파장의 광(113)이 방출된다. 반대로, 입사된 청색 광(111)이 그것의 경로에서 형광 염료와 마주치지 않는 경우, 입사된 청색 광과 동일한 파장의 광(112)으로 반사된다. 이것은 텍스트("E Ink")와 같은 이미지를 나타내는 코팅과 청색 광을 사용한 활성화가 도 6d의 사진 이미지를 어떻게 형성하는지를 보여준다.
실시예는 형광 염료가 어떻게 전기 광학 디바이스를 인증할 수 있는지를 보여준다.
본 발명의 전기 광학 디바이스(또는 FPL, 또는 이중 이형 시트)는 또한 고유한, 용이하게 검출가능한, 구조를 갖는 필라멘트, 섬유 및/또는 다른 마이크로-입자들을 포함하는 식별 마커, 또는 식별 마커들의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 식별 마커의 일 예는 타간트(taggant)들이다. 타간트들은 폭발물뿐 아니라, 원자재 및 심지어 문서에서도 사용된다. 바람직하게는, 이들 필라멘트, 섬유 및 마이크로-입자들은 육안으로 보이지 않지만, 그것들은 관찰가능하며, 그것들의 특징들은 현미경에 의해 검출되거나, 그것들은 고유한 분광학적 신호를 갖는다. 육안에 대한 비가시성은 식별 마커의 위치가 디바이스의 광학 성능에 영향을 미치는 경우, 예를 들어, 그것들이 투명한 층의 투명성에 영향을 미치는 경우에 특히 중요하다. 섬유 및/또는 마이크로-입자들은 선택된 조합들 및 농도들 또는 태깅 엘리먼트들에 의해 코딩될 수도 있다. 태깅 엘리먼트들은 컬러들/컬러들의 조합, 입자 형상, 금속 함량, 폴리머들의 조합에 의해 생성된 별개의 도메인들, 자기 성분들의 존재 등을 포함할 수도 있다. 이러한 타간트의 일 예는 중합성 마이크로-입자 재료이고, 여기서, 각각의 중합성 마이크로-입자는 상이한 컬러들을 갖는 상이한 세그먼트들을 포함한다. 이들 입자들은 현미경 또는 심지어 확대기로 검출될 수도 있다. 타간트의 다른 예는 상이한 폴리머들 및 다른 성분, 용융 특성 등과 같은 다양한 섬유 성분을 포함하는 섬유 재료이다. 상기 예들은 이러한 다성분 섬유 및 입자가 식별 목적을 위해 단순하거나 복잡한 정보를 코딩하는 고유한 패턴들을 갖는다는 것을 보여준다. 코드를 나타내는 필라멘트, 섬유 및 마이크로-입자들은 전기 광학 디바이스 (또는 전면 라미네이트 또는 이중 이형 시트) 의 층에 인접하게 또는 층들 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. 이러한 유형의 식별 마커는, 필라멘트, 섬유 및 미세 입자가 주변 영역으로부터 수집되어 분석될 수도 있기 때문에, 이들이 화재 또는 폭발과 같은 기계적 또는 다른 종류의 파괴 요소에 노출된 후에도 디바이스들의 식별 또는 인증에 유용할 수도 있다.
본 발명의 선호된 실시형태들이 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 그러한 실시형태들은 오직 예로서 제공됨이 이해될 것이다. 수개의 변동들, 변경들 및 대체들이, 본 발명의 사상으로부터 일탈함없이 당업자에게 발생할 것이다. 이에 따라, 첨부된 청구항들은 그러한 모든 변동들을, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 것으로서 커버함이 의도된다. 본 출원의 내용과 본원에 참조에 의해 통합된 특허들 및 출원 중 임의의 것 사이에 불일치가 있는 경우, 본 출원의 내용은 이러한 불일치를 해결하기 위해 필요한 정도로 제어되어야 한다.

Claims (21)

  1. 전기 광학 디바이스로서,
    a. 전기 전도성 광 투과성 층;
    b. 전기 광학 재료 층;
    c. 접착 층; 및
    d. 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판으로서, 상기 전기 전도성 광 투과성 층과 상기 픽셀 전극들 사이에 전위를 인가하도록 구성된, 상기 백플레인 기판
    을 순서대로 포함하고,
    상기 전기 광학 디바이스는 자극에 의한 활성화시 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 상기 전기 광학 디바이스의 층들 중 하나 내에 또는 그 하나에 인접하게 위치하는, 전기 광학 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화 영역은 상기 접착 층에 위치하는, 전기 광학 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화 영역은 상기 접착 층에 인접하는, 전기 광학 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 활성화 영역은 이미지를 형성하는, 전기 광학 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이미지는 문자, 숫자 또는 이들의 조합을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별 마커는 형광 염료, 형광 안료, 인광 염료, 인광 안료, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 식별 마커는 2 이상의 형광 염료들 또는 안료들을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별 마커는 란탄족 원소 계열의 금속 또는 금속염인, 전기 광학 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 자극은 약 400 nm 내지 약 1000 nm 의 평균 파장을 갖는 광을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자극은 약 200 nm 내지 약 400 nm 의 평균 파장을 갖는 광을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 자극은 약 0.01 nm 내지 약 10 nm 의 평균 파장을 갖는 광을 포함하는, 전기 광학 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 광학 재료 층은 소수성 오일에 분산된 복수의 제 1 종의 입자들을 포함하는 전기영동 매체를 포함하고, 상기 제 1 종의 입자들은 하전되는, 전기 광학 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기영동 매체는 복수의 제 2 종의 입자들을 더 포함하고, 상기 제 2 종의 입자들은 전기영동 재료의 총 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 함량을 갖는 상기 식별 마커이고, 상기 제 2 종의 입자들은 상기 전기 광학 디바이스의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 상기 전기영동 매체 내에 존재하는 상기 제 1 종의 입자들 및 임의의 다른 입자들로부터 구별될 수 있는, 전기 광학 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 종의 입자들은 하전되는, 전기 광학 디바이스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 종의 입자들은 하전되지 않는, 전기 광학 디바이스.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기영동 매체는 마이크로캡슐 쉘들을 갖는 복수의 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되고, 복수의 제 3 종의 안료 입자들은 상기 마이크로캡슐 쉘들의 일부이고, 상기 제 3 종의 입자들은 전기영동 재료의 총 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량% 의 함량을 갖는 상기 식별 마커이고, 상기 제 3 종의 입자들은 상기 전기 광학 디바이스의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 상기 전기영동 매체 내의 상기 제 1 종의 입자들 및 임의의 다른 입자들로부터 구별될 수 있는, 전기 광학 디바이스.
  17. 전기 광학 디바이스들의 제조에 유용한 전면 라미네이트로서,
    a. 전기 전도성 광 투과성 층;
    b. 전기 광학 재료 층;
    c. 접착 층; 및
    d. 이형 필름
    을 순서대로 포함하고,
    상기 전면 라미네이트는, 자극에 의한 활성화시 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 상기 전면 라미네이트의 층들 중 하나 내에 또는 그 하나에 인접하게 위치하는, 전면 라미네이트.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기 광학 재료 층은 소수성 오일에 분산된 복수의 제 1 종의 입자들 및 복수의 제 2 종의 입자들을 포함하는 전기영동 매체를 포함하고, 상기 제 1 종의 입자들은 하전되거나 하전되지 않고, 상기 제 2 종의 입자들은 전기영동 재료의 총 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 함량을 갖는 상기 식별 마커이고, 상기 제 2 종의 입자들은 상기 전면 라미네이트의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 상기 전기영동 매체 내의 제 1 종의 입자들 및 임의의 다른 입자들로부터 구별될 수 있는, 전면 라미네이트.
  19. 전기 광학 디바이스들의 제조에 유용한 이중 이형 시트로서,
    a. 제 1 이형 필름;
    b. 제 1 접착 층;
    c. 전기 광학 재료 층;
    d. 접착 층; 및
    e. 제 2 이형 필름
    을 순서대로 포함하고,
    상기 이중 이형 시트는 자극에 의한 활성화시 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 상기 이중 이형 시트의 층들 중 하나 내에 또는 그 하나에 인접하게 위치하는, 이중 이형 시트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전기 광학 재료 층은 소수성 오일에 분산된 복수의 제 1 종의 입자들 및 복수의 제 2 종의 입자들을 포함하는 전기영동 매체를 포함하고, 상기 제 1 종의 입자들은 하전되거나 하전되지 않고, 상기 제 2 종의 입자들은 전기영동 재료의 총 입자 함량의 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%의 함량을 갖는 상기 식별 마커이고, 상기 제 2 종의 입자들은 상기 이중 이형 시트의 시각적 검사, 현미경 검사, 또는 분광학적 결정을 통해 상기 전기영동 매체 내의 제 1 종의 입자들 및 임의의 다른 입자들로부터 구별될 수 있는, 이중 이형 시트.
  21. 전기 광학 디바이스 및 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것을 인증하는 방법으로서,
    전기 광학 디바이스를 제공하는 단계로서, 상기 전기 광학 디바이스는 전기 전도성 광 투과성 층, 전기 광학 재료 층, 접착 층, 및 상기 전기 전도성 광 투과성 층과 복수의 픽셀 전극들 사이에 전위를 인가하도록 구성된, 상기 복수의 픽셀 전극들을 포함하는 백플레인 기판을 순서대로 포함하고, 상기 전기 광학 디바이스는 활성화시 특성 파장 프로파일의 방사선을 방출하는 식별 마커를 갖는 활성화 영역을 포함하고, 상기 활성화 영역은 상기 전기 광학 디바이스의 층들 중 하나 내에 또는 그 하나에 인접하게 위치하는, 상기 전기 광학 디바이스를 제공하는 단계;
    자극에 의해 상기 식별 마커를 활성화하는 단계;
    상기 식별 마커에 의해 야기된 방출된 전자기 방사선을 검출하는 단계; 및
    상기 전기 광학 디바이스 또는 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것의 진위를 결정하거나 또는 상기 전기 광학 디바이스 또는 그것의 컴포넌트들 중 임의의 것의 제조 로트를 결정하는 단계를 포함하는, 인증 방법.
KR1020227004814A 2019-08-26 2020-07-22 식별 마커를 포함하는 전기 광학 디바이스 KR20220031714A (ko)

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