KR20230025017A - 통합된 전도성 에지 시일을 포함하는 전기 광학 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전극들 사이에 배치된 전기영동 매체를 포함하는 전기영동 재료층, 및 전도성 에지 시일을 포함하는 개선된 전기 광학 디바이스들이 개시된다. 전도성 에지 시일은 디바이스에 습기 침투를 방지하기 위해서 뿐만 아니라, 전극들을 전기적으로 연결하기 위해서 사용된다. 또한 전도성 에지 시일을 갖는 전기 광학 디바이스를 제조하는 개선된 방법이 개시된다.
Description
관련 출원들
본 출원은 2020 년 7 월 22 일 출원된 미국 가특허출원 제 63/054,865호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 본 명세서에서 개시된 모든 다른 특허들 및 특허 출원들과 함께 그 전부가 참조로 통합된다.
본 발명은 전기 광학 및 관련 디바이스들과 이러한 디바이스들을 제조하기 위한 방법들에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 배타적이지는 않지만, 전기영동 매체를 포함하는 디스플레이를 위한 것이다. 본 발명은 또한 고체 외부 표면들을 갖는다는 의미에서, 고체인 다양한 다른 타입들의 전기 광학 매체에 대해 사용될 수 있지만, 매체는 액체 또는 기체를 함유하는 내부 공동 (cavity)들을 가질 수도 있다. 따라서, 용어 "고체 전기 광학 디스플레이들" 은 캡슐화된 전기영동 디스플레이들, 캡슐화된 액정 디스플레이들, 및 다른 타입들의 디바이스들을 포함한다.
재료 또는 디스플레이 또는 디바이스에 적용되는 바와 같이, 용어 "전기 광학" 은 적어도 하나의 광학 특성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하도록 이미징 기술에서 종래의 의미로 본 명세서에서 사용되고, 그 재료는 재료로의 전기장의 인가에 의해 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로 변경된다. 광학 특성은 통상적으로 육안으로 인지가능한 컬러이지만, 광 투과, 반사, 발광과 같은 다른 광학 특성 또는 기계 판독을 위한 디스플레이의 경우에는 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율 변화 의미에서의 의사-컬러 (pseudo-color) 일 수도 있다.
용어 "그레이 상태(gray state)" 는 본 명세서에서 픽셀의 2개의 극단적 광학 상태들 중간의 상태를 지칭하도록 이미징 기술에서의 그 종래 의미로 사용되며, 반드시 이들 2개의 극단적 상태들 사이의 블랙-화이트 트랜지션을 암시하는 것은 아니다. 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" 및 "화이트" 는 디스플레이의 2개의 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" 은 단지 개재하는 그레이 상태들이 없는 2개의 극단적 광학 상태들만으로 픽셀들을 구동하는 구동 스킴을 표기하기 위해 사용될 수도 있다.
용어들 "쌍안정" 및 "쌍안정성" 은 적어도 하나의 광학 특성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하도록 당업계에서의 그 종래의 의미로 본 명세서에서 사용되며, 그에 따라, 임의의 주어진 엘리먼트가 그 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나를 가정하기 위해 유한한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해 구동된 이후, 어드레싱 펄스가 종료된 후, 그 상태는 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변경하는데 요구된 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 수배, 예를 들어, 적어도 4배 동안 지속될 것이다. 미국 특허 제7,170,670호에서, 그레이 스케일이 가능한 일부 입자 기반 전기영동 디스플레이들은 그 극단적인 블랙 및 화이트 상태들에서 뿐만 아니라 그 중간의 그레이 상태들에서도 안정적이고, 동일한 것이 일부 다른 타입들의 전기 광학 디스플레이들에도 마찬가지임이 나타나 있다. 이러한 타입의 디스플레이는 쌍안정이라기 보다는 "멀티-안정" 으로 적절히 지칭되지만, 편의상, 용어 "쌍안정" 은 쌍안정 및 멀티-안정 디스플레이들 양자 모두를 커버하도록 본 명세서에서 사용될 수도 있다.
여러 타입들의 전기 광학 디스플레이들이 알려져 있다. 일 타입의 전기 광학 디스플레이는 예를 들어 미국 특허 제 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 6,147,791 호에서 설명된 바와 같이 회전 바이크로믹 부재 타입이다 (이러한 타입의 디스플레이는 종종 "회전 바이크로믹 볼" 디스플레이로 지칭되지만, 상기 언급된 일부 특허에서 회전 부재들은 구형이 아니기 때문에 "회전 바이크로믹 부재"라는 용어가 보다 정확한 것으로서 선호된다). 그러한 디스플레이는 광학 특성들이 상이한 2 이상의 섹션들, 및 내부 다이폴을 갖는 다수의 소형 바디들 (통상적으로, 구형 또는 실린더형) 을 사용한다. 이들 바디들은 매트릭스 내의 액체 충전형 액포들 내에서 현탁되고, 그 액포들은 바디들이 자유롭게 회전하도록 액체로 충전된다. 디스플레이의 외관은 전계를 인가하고, 이에 따라 다양한 포지션들로 바디들을 회전시키며 뷰잉 표면을 통하여 보여지는 바디들의 섹션들을 변화시킴으로써 변경된다. 이러한 타입의 전기 광학 매체는 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. 이러한 전기 습윤 디스플레이들이 쌍안정으로 이루어질 수 있다는 것이 2004 년 10 월 6 일 출원된, 공동계류중인 출원 제 10/711,802 호 (공보 제 2005/0151709 호) 에 나타나 있다.
수년 동안 집중적인 연구 및 개발의 대상이 되었던 일 타입의 전기 광학 디스플레이는, 복수의 하전된 입자들이 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 입자 기반 전기영동 디스플레이이다. 전기영동 디스플레이들은, 액정 디스플레이들과 비교할 때, 양호한 명도 및 콘트라스트, 넓은 시야각, 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 침전하는 경향이 있어서, 이들 디스플레이들에 대해 불충분한 서비스 수명을 초래한다.
위에 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. 미국 특허 공보 제 2005/0001810 호; 유럽 특허 출원 제 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 호; 및 국제 출원 WO 2004/090626; WO 2004/079442; 및 WO 2004/001498 을 또한 참조한다. 이러한 가스 기반 전기영동 매체들은 매체가 이러한 침전을 허용하는 배향으로, 예를 들어 매체가 수직 평면에 배치되는 사인으로 사용될 때, 액체 기반 전기영동 매체들로서 입자 침전으로 인한 동일한 타입들의 문제들을 겪기 쉬운 것으로 나타난다. 실제로, 입자 침전은 액체 기반 전기영동 매체보다 가스 기반 전기영동 매체에서 더 심각한 문제로 보이는데, 이는 액체 전기영동 매체와 비교하여 더 낮은 가스성 현탁 유체의 점도가 전기영동 입자들의 보다 빠른 침전을 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 매체에 사용되는 다양한 기술들을 설명한다. 캡슐화된 전기영동 매체는 다수의 마이크로캡슐들을 포함하고, 그 각각은 자체가 유체 매체에 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 함유하는 내부 상(internal phase), 및 그 내부 상을 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 마이크로캡슐들은 그 자체로 폴리머 바인더 내에 유지되어 두 전극들 사이에 포지셔닝되는 코히런트층(coherent layer) 을 형성한다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매체, 예를 들어 통상적으로 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 공동들 내에 보유된다. 이들 특허들 및 출원들에서 설명된 기술들은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자들, 유체들 및 유체 첨가제들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제 7,002,728 및 7,679,814 호를 참조한다;
(b) 마이크로캡슐들, 바인더 및 캡슐화 프로세스; 예를 들어, 미국 특허 제 6,922,276 및 7,411,719 호 참조;
(c) 마이크로셀 구조들, 벽 재료들 및 마이크로셀들을 형성하는 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,072,095 및 9,279,906 호 참조;
(d) 마이크로셀들을 충전 및 실링하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,144,942 및 7,715,088 호 참조;
(e) 전기 광학 재료들을 함유하는 필름들 및 서브어셈블리들; 예를 들어, 미국 특허 제 6,982,178 및 7,839,564 호 참조;
(f) 백플레인들, 접착제층들 및 다른 보조층들 및 디스플레이들에 사용된 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,075,703, 7,116,318, 7,535,624, 7,554,712, 7,561,324, 7,649,674, 7,733,554, 8,034,209, 8,610,988, 및 9,835,925 호 참조;
(g) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어 미국 특허 제 7,075,502 및 7,839,564 호 참조;
(h) 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,012,600 및 7,453,445 호 참조;
(i) 디스플레이들의 애플리케이션들; 예를 들어 미국 특허 제 7,312,784 및 8,009,348 참조; 그리고
(j) 미국 특허 제 6,241,921호 및 미국 특허출원 공보 제 2015/0277160 호에 설명된 바와 같은 비전기영동 디스플레이들; 및 디스플레이들 이외의 캡슐화 및 마이크로셀 기술의 애플리케이션들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,615,325 호 및 미국 특허출원 공보 제 2015/0005720 및 2016/0012710 호 참조.
위에 언급된 특허들 및 출원들 중 다수는, 캡슐화된 전기영동 매체에서 별개의 마이크로캡슐들을 둘러싸는 벽들이 연속 상에 의해 대체됨으로써, 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 별개 액적들 및 폴리머 재료의 연속 상을 포함하는 이른바 폴리머 분산형 전기영동 디스플레이를 제조할 수 있고, 그리고 이러한 폴리머 분산형 디스플레이 내의 전기영동 유체의 별개의 액적들은 별개의 캡슐 멤브레인이 각각의 개별 액적과 연관되지 않음에도 불구하고 캡슐 또는 마이크로캡슐로서 간주될 수도 있다는 것을 인식한다; 예를 들어, 위에 언급된 미국 특허 제 6,866,760 호 참조. 따라서, 본 출원의 목적들을 위해, 그러한 폴리머 분산형 전기영동 매체는 캡슐화된 전기영동 매체의 서브종으로서 간주된다.
관련된 타입의 전기영동 디스플레이는 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매체, 예를 들어 통상적으로 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 공동들 내에 보유된다. 예를 들어, Sipix Imaging, Inc. 에 모두 양도된 미국 특허 제 6,672,921 및 6,788,449 호를 참조한다.
캡슐화된 또는 마이크로셀 전기영동 디스플레이는 통상적으로 종래의 전기영동 디바이스들의 클러스터화 및 침전 실패 (settling failure) 모드를 겪지 않으며, 광범위하게 다양한 유연성 및 강성 기판들 상에 디스플레이를 인쇄하거나 또는 코팅하는 능력과 같은 추가의 이점들을 제공한다. 단어 "인쇄" 의 사용은 제한 없이, 미리계측된 코팅들, 예컨대 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 성형 코팅, 슬라이드 또는 캐스케이드 코팅, 커튼 코팅; 롤 코팅, 예컨대 나이프 오버 롤 코팅, 순방향 및 역방향 롤 코팅; 그라비어 코팅; 딥코팅; 스프레이 코팅; 메니스커스 코팅; 스핀 코팅; 브러쉬 코팅; 에어 나이프 코팅; 실크스크린 인쇄 프로세스들; 정전식 인쇄 프로세스들; 열적 인쇄 프로세스들; 잉크젯 인쇄 프로세스들; 전기영동 성막(depostion); 및 다른 유사한 기법들을 포함하는 인쇄 및 코팅의 모든 형태들을 포함하도록 의도된다. 따라서, 결과의 디스플레이는 가요성일 수 있다. 또한, (다양한 방법들을 사용하여) 디스플레이 매체가 인쇄될 수 있기 때문에, 디스플레이 자체가 저렴하게 제조될 수 있다.
전기 광학 디스플레이는 일반적으로 전기 광학 재료층 및 전기 광학 재료층의 대향 측들 상에 배치된 적어도 2개의 다른 층들을 포함하며, 이들 2개의 층들 중 하나는 전극층이다. 대부분의 그러한 디스플레이들에 있어서, 그 층들 양자 모두는 전극층들이고, 전극층들 중 하나 또는 양자 모두는 디스플레이의 픽셀들을 정의하도록 패터닝된다. 예를 들어, 하나의 전극층은 세장형(elongate) 행 전극들로 패터닝되고 다른 전극층은 그 행 전극들에 직각으로 있는 세장형 열 전극들로 패터닝될 수도 있으며, 픽셀들은 행 및 열 전극들의 교차점들에 의해 정의된다. 대안으로 및 더 일반적으로, 하나의 전극층은 단일의 연속 전극의 형태를 갖고, 다른 전극층은 디스플레이의 하나의 픽셀을 각각 정의하는 픽셀 전극들의 매트릭스로 패터닝된다. 디스플레이로부터 분리된 스타일러스, 인쇄 헤드 또는 유사한 가동 전극과의 사용을 위해 의도된 다른 타입의 전기 광학 디스플레이에 있어서, 전기 광학 재료층에 인접한 층들 중 오직 하나만이 전극을 포함하며, 전기 광학층의 대향 측 상의 층은 통상적으로, 가동 전극이 전기 광학층을 손상시키는 것을 방지하도록 의도된 보호층이다.
위에 언급된 미국 특허 제 6,982,178 호는 또한 투광성 전극층과 백플레인 사이에 전기적 연결을 형성하기 위한 방법들을 설명한다. 미국 특허 제 6,982,178 호의 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 연결은 전기 광학 재료층을 통한 어퍼처의 생성 및 전도성 재료로 어퍼처를 채워 전도성 비아를 형성함으로써 달성된다. 이러한 방법론은 제조 관점에서 바람직하지 않은데, 이는 전도성 비아의 위치가 백플레인 설계의 함수이어서, 특정 아키텍처를 갖는 전구체 어셈블리가 백플레인들 중 하나 또는 제한된 범위로만 사용될 수 있기 때문이다. 또한, 전도성 비아 방법론은 전기 광학 재료층의 유효 영역을 감소시키고, 그 결과 전기 광학 디바이스 자체의 액티브 영역을 감소시킨다.
따라서, 위에 언급된 미국 특허 제 6,982,178 호는 또한 FPL 의 전체 영역 위에 전기 광학 매체를 코팅한 후 전기 연결들을 형성하는 것이 바람직한 전기 광학 매체를 제거함으로써 필요한 전기 연결들을 형성하기 위한 방법들을 기재한다. 그러나, 이러한 전기 광학 매체의 제거는 그 자신의 문제를 제기한다. 통상적으로, 전기 광학 매체는 용매들의 사용 또는 기계적 세정에 의해 제거되어야 하며, 이들 중 어느 하나는 FPL 의 전기-전도성층 (이 전기-전도성층은 일반적으로 금속 산화물, 예를 들어, 1 ㎛ 미만 두께의 인듐 주석 산화물의 층임) 의 손상 또는 제거를 초래하여, 전기적 연결 실패를 야기할 수도 있다. 극단적인 경우, 전도성층을 지지하고 기계적으로 보호하는데 사용되는 전면 기판 (전형적으로 폴리머 필름) 에 손상이 또한 야기될 수도 있다. 일부 경우들에서, 전기 광학 매체가 형성되는 재료들은 용이하게 용해되지 않을 수도 있고, 공격적인 용매들 및/또는 높은 기계적 압력들의 사용 없이 이들을 제거하는 것이 가능하지 않을 수도 있으며, 이들 중 어느 하나는 위에 언급된 문제들을 악화시킬 것이다.
따라서, 전기 광학 디바이스들의 전극들, 및 유사한 디바이스들 사이에 전기적 연결들을 형성하는 개선된 방법들에 대한 필요성이 있으며, 본 발명은 이러한 개선된 방법들을 제공하고자 한다.
일 양태에서, 본 발명은 액티브 디스플레이 영역을 갖고 제 1 투광성 전극층, 전기영동 재료층, 제 2 전극층을 포함하는 백플레인, 및 전도성 에지 시일을 포함하는 전기 광학 디바이스를 제공한다. 제 1 투광성 전극층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 제 1 전극 콘택 위치를 포함한다. 제 1 투광성층의 상부 표면은 길이와 폭을 갖는다. 전기영동 재료층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이와 폭을 갖는 둘레에 의해 정의된다. 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함한다. 백플레인은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 백플레인의 상부 표면은 길이와 폭을 갖는다. 전기영동 재료층은 전기영동 매체를 포함한다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 제 1 투광성 전극층의 하부 표면과 접촉한다. 전기영동 재료층의 하부 표면은 백플레인과 접촉한다. 전도성 에지 시일은 전기영동 재료층 및 제 1 투광성 전극층의 주변 표면들 상에 배치된다. 전도성 에지 시일은 제 1 전극 콘택 위치에서 제 1 투광성 전극 및 제 2 전극 콘택 위치에서 제 2 전극층을 전기적으로 연결한다. 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부 및 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있다. 그 결과 디바이스의 액티브 디스플레이 영역이 전기영동 재료층의 상부 표면의 영역과 실질적으로 동일하다. 전기영동 매체는 비극성 액체에서 전기영동 입자들을 포함할 수도 있다. 전기영동 매체는 마이크로캡슐들 또는 마이크로셀들에서 구획화될 수도 있다. 전도성 에지 시일은 에지 시일 조성물에 의해 형성된다. 에지 시일 조성물은 카본 블랙 입자들, 흑연, 탄소 나노튜브들, 금속 입자들, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전도성 입자들을 포함할 수도 있다. 에지 시일 조성물은 전도성 폴리머를 포함할 수도 있다. 전도성 에지 시일의 비저항은 10 
미만일 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 액티브 디스플레이 영역을 갖고 제 1 투광성 전극층, 제 2 접착제층, 전기영동 재료층, 제 1접착제층, 제 2 전극층을 포함하는 백플레인, 및 전도성 에지 시일을 포함하는 전기 광학 디바이스를 제공한다. 제 1 투광성 전극층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 제 1 전극 콘택 위치를 포함한다. 제 1 투광성 표면의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는다. 제 1 접착제층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 제 1 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는다. 전기영동 재료층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는 둘레에 의해 정의된다. 제 2 접착제층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 제 2 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는다. 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함한다. 백플레인은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 백플레인의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는다. 제 2 접착제층의 상부 표면은 제 1 투광성층의 하부 표면과 접촉하고, 제 2 접착제층의 하부 표면은 전기영동 재료층의 상부 표면과 접촉한다. 제 1 접착제층의 상부 표면은 전기영동 재료층의 하부 표면과 접촉한다. 제 1 접착제층의 하부 표면은 백플레인의 상부 표면과 접촉한다. 전기영동 재료층은 전기영동 매체를 포함한다. 제 1 투광성 전극층의 상부 표면의 길이 및 폭과 백플레인의 상부 표면의 길이 및 폭은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 길이 및 폭, 제 1 접착제층의 상부 표면의 길이 및 폭, 및 제 2 접착제층의 상부 표면의 길이 및 폭보다 더 크다. 제 1 투광성 전극층 및 백플레인은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 및 제 2 접착제층들의 에지들을 넘어 외향으로 연장되어, 홈을 형성한다. 홈은 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층, 제 2 접착제층의 주변 표면, 전기영동 재료층의 주변 표면, 제 1 접착제층의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 백플레인에 의해 정의된다. 홈은 전도성 에지 시일로 채워진다.
다른 양태에서, 본 발명은 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 방법은, (1) (a) 전기영동 매체을 포함하고 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 전기영동 재료층으로서, 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는 둘레에 의해 정의되는, 상기 전기영동 재료층, (b) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 접착제층으로서, 제 1 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 제 1 접착제층의 상부 표면은 전기영동 재료층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 접착제층, (c) 제 1 접착제층의 하부 표면 상에 배치된 제 1 이형 시트, (d) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 2 접착제층으로서, 제 2 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 제 2 접착제층의 하부 표면은 전기영동 재료층의 상부 표면과 접촉하는, 상기 제 2 접착제층, (e) 제 2 접착제층의 상부 표면 상에 배치된 제 2 이형 시트를 포함하는, 서브-어셈블리를 제공하는 단계; (2) 제 1 이형 시트를 제거하고 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계로서, 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 백플레인은 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖고, 백플레인의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 백플레인의 상부 표면은 제 1 접착제층의 하부 표면과 접촉하고, 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함하고, 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 백플레인은 전기영동 재료층의 둘레의 길이 및 폭과 제 1 접착제층의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖고, 백플레인은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 접착제층의 에지들을 넘어 외향으로 연장하는, 상기 제 1 이형 시트를 제거하고 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계; (3) 제 2 이형 시트를 제거하고 제 2 접착제층의 노출된 상부 표면을 제 1 투광성 전극층과 접촉시키는 단계로서, 제 1 투광성 전극층은 제 1 전극 콘택 위치를 포함하고, 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 제 1 투광성 전극층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 제 1 투광성 전극의 상부 표면은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 길이 및 폭, 제 1 접착제층의 길이 및 폭, 및 제 2 접착제층의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖고, 제 1 투광성 전극층의 하부 표면은 제 2 접착제층의 상부 표면과 접촉하고, 제 1 투광성 전극층은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 및 제 2 접착제층들의 에지들을 넘어 외향으로 연장하고, 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층, 제 1 접착제층의 주변 표면, 전기영동 재료층의 주변 표면, 제 2 접착제층의 주변 표면 및 외향 연장된 백플레인에 의해 정의되는 홈이 형성되는, 상기 제 2 이형 시트를 제거하고 제 2 접착제층의 노출된 상부 표면을 제 1 투광성 전극층과 접촉시키는 단계; (4) 에지 시일 조성물을 홈 내부에 배치하는 단계; (5) 전도성 에지 시일을 형성하기 위해 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계로서, 전도성 에지 시일은 제 1 전극 콘택 위치에서 제 1 투광성 전극층과 접촉하고, 전도성 에지 시일은 제 2 전극 콘택 위치에서 제 2 전극층과 접촉하는, 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다. 제 2 이형시트를 제거하기 위한 박리력은 제 1 이형 시트를 제거하기 위한 박리력보다 작을 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 전기 광학 디바이스를 제조하는 방법을 제공하며, (1) (a) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 투광성 전극층으로서, 제 1 투광성 전극은 제 1 전극 콘택 위치를 포함하는, 상기 제 1 투광성 전극층; (b) 전기영동 매체를 포함하고 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 전기영동 재료층으로서, 전기영동 재료층의 상부 표면은 제 1 투광성 전극층의 하부 표면과 접촉하고, 전기영동 재료층의 상부 표면은 둘레에 의해 정의되고, 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있는, 상기 전기영동 재료층; (c) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 접착제층으로서, 제 1 접착제층의 상부 표면은 전기영동 매체층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 접착제층; (d) 제 1 이형 시트로서, 제 1 이형 시트는 제 1 접착제층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 이형 시트를 포함하는, 서브-어셈블리를 제공하는 단계; (2) 제 1 이형 시트를 제거하고 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계로서, 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함하고, 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 백플레인은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 제 1 접착제층의 하부 표면은 백플레인의 상부 표면과 접촉하는, 제 1 이형 시트를 제거하고 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계; (3) 제 1 투광성층의 주변 표면, 전기영동 매체층의 주변 표면, 및 제 1 접착제층의 주변 표면 주위에 에지 시일 조성물을 성막하는 단계; (4) 전도성 에지 시일을 형성하기 위해 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
도 1a 는 전면 평면 라미네이트를 사용하여 형성된 본 발명의 전기 광학 디바이스를 도시하는 개략적인 단면이다.
도 1b 는 이중 이형 필름을 사용하여 형성된 본 발명의 전기 광학 디바이스를 도시하는 개략적인 단면이다.
도 1c 및 도 1d 는 홈을 포함하는 본 발명의 전기 광학 디바이스를 도시하는 개략적인 단면들이다.
도 1e 내지 1h 는 본 발명의 전기 광학 디바이스들을 도시하는 3차원 개략도들이다.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스를 제조하는 방법의 다양한 스테이지들을 도시하는 개략적인 단면들이다.
도 4 는 당업계에 개시된 전기 광학 디바이스, 및 전도성 재료를 포함하는 어퍼처를 갖는 전기 광학 디바이스의 대응하는 구조를 도시하는 개략적인 단면이다.
도 5 는 본 발명의 전기 광학 디바이스의 상면도이며 이는 디바이스의 액티브 디스플레이 영역을 도시한다.
도 6 은 전도성 재료를 포함하는 어퍼처를 갖는 전기 광학 디바이스의 상면도이며 이는 디바이스의 디스플레이 영역을 도시한다.
도 1b 는 이중 이형 필름을 사용하여 형성된 본 발명의 전기 광학 디바이스를 도시하는 개략적인 단면이다.
도 1c 및 도 1d 는 홈을 포함하는 본 발명의 전기 광학 디바이스를 도시하는 개략적인 단면들이다.
도 1e 내지 1h 는 본 발명의 전기 광학 디바이스들을 도시하는 3차원 개략도들이다.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스를 제조하는 방법의 다양한 스테이지들을 도시하는 개략적인 단면들이다.
도 4 는 당업계에 개시된 전기 광학 디바이스, 및 전도성 재료를 포함하는 어퍼처를 갖는 전기 광학 디바이스의 대응하는 구조를 도시하는 개략적인 단면이다.
도 5 는 본 발명의 전기 광학 디바이스의 상면도이며 이는 디바이스의 액티브 디스플레이 영역을 도시한다.
도 6 은 전도성 재료를 포함하는 어퍼처를 갖는 전기 광학 디바이스의 상면도이며 이는 디바이스의 디스플레이 영역을 도시한다.
본 발명은 다수의 상이한 양태들을 갖는다. 이들 다양한 양태들은 주로 하기에서 별도로 설명될 것이지만, 단일 전기 광학 디바이스 또는 그의 컴포넌트는 본 발명의 다수의 양태들을 이용할 수도 있음을 인식해야 한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 전기영동 디스플레이일 수도 있다.
본 발명의 다양한 양태들을 상세히 설명하기 전에, 소정의 정의들을 제시하는 것이 유용하다.
비교될 2개의 영역을 지칭하는 용어 "실질적으로 동일한" 은 영역들 중 하나가 다른 영역의 약 97% 내지 약 103% 임을 의미한다.
용어 "투광성" 은 이와 같이 지정된 층이 그 층을 통해 보는 관찰자가 제 1 전극층과, 존재하는 경우, 인접 기판을 통해 일반적으로 보여지게 될, 전기영동 매체의 디스플레이 상태들에서의 변화를 관찰하는 것을 가능하게 하기에 충분한 광을 투과함을 의미한다.
용어 "투광성 전극층" 은 투광성인 강성 또는 가요성 재료를 의미하기 위해, 전기 광학 디스플레이들의 기술 분야 및 위에 언급된 특허들 및 공개된 출원들에서의 종래 의미와 일치하도록 사용된다. 투광성 전극층은 가장 일반적으로 전체 디스플레이 뷰잉 측에 걸쳐 연장되는 (전기 전도성 재료를 포함하는) 단일 연속 전극을 포함한다. 통상적으로, 관찰자가 볼 수 있는 투광성 전극층의 표면은 관찰자가 디스플레이를 보는 뷰잉 표면을 형성하지만, 전면 기판과 뷰잉 표면 사이에 개재된 부가적인 층들이 있을 수도 있다. 백플레인에서와 같이, 전면 기판은 디스플레이의 뷰잉 측을 통한 수분 및 다른 오염들의 침투를 방지하기에 충분한 배리어 특성들을 제공해야 한다.
전기영동 디스플레이의 용어 "뷰잉 측" 또는 "뷰잉 표면" 은 이미지가 디스플레이되고 관찰자가 볼 수 있는 전기영동 디스플레이의 측이다. 통상의 전기 광학 디바이스는 2개의 측들, 즉 뷰잉 측 및 백 측을 갖는다. 그러나, 전기 광학 디바이스는 2개의 뷰잉 측들을 가질 수도 있다.
재료 또는 층 또는 시일에 대해 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "전도성"은 "전기 전도성" 재료 또는 층 또는 시일을 지칭한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 제 1 투광성 전극층을 포함한다. 제 1 투광성 전극층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 상부 표면 및 하부 표면은 제 1 투광성 전극층의 서로 반대 측들 상에 있다. 용어 "제 1 전극층의 길이 및 폭" 은 제 1 투광성 전극층의 상부 표면의 길이 및 폭을 지칭한다. 제 1 투광성층은 제 1 전극 콘택 위치를 포함한다.
본 발명의 전기영동 재료층은 전기영동 매체를 포함한다. 전기영동 매체는 마이크로캡슐들에서 또는 마이크로셀들에서 구획화될 수도 있다. 전기영동 재료층들은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 상부 표면 및 하부 표면은 전기영동 재료층의 반대 측들 상에 있다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 둘레에 의해 정의된다. 둘레는 길이 및 폭을 갖는다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 제 1 접착제층 및/또는 제 2 접착제층을 포함할 수도 있다. 제 1 접착제층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 상부 표면 및 하부 표면은 제 1 접착제층의 반대 측들 상에 있다. 용어 "제 1 접착제층의 길이 및 폭" 은 제 1 접착제층의 상부 표면의 길이 폭 치수들을 지칭한다. 제 2 접착제층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 상부 표면 및 하부 표면은 제 2 접착제층의 반대 측들 상에 있다. 용어 "제 2 접착제층의 길이 및 폭" 은 제 2 접착제층의 상부 표면의 길이 및 폭 치수들을 지칭한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 백플레인을 포함한다. 백플레인은 제 2 전극층을 포함한다. 백플레인은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 상부 표면 및 하부 표면은 백플레인의 반대 측들 상에 있다. 용어 "백플레인의 길이 및 폭" 은 백플레인의 상부 표면의 길이 및 폭을 지칭한다.
용어 "백플레인" 은 하나 이상의 전극을 갖는 전극층을 포함하는 강성 또는 가요성 재료를 의미하기 위해, 전기 광학 디바이스들의 기술 분야 및 위에 언급된 특허들 및 공개된 출원들에서의 종래 의미와 일치하도록 본 명세서에서 사용된다. 백플레인은 또한 디스플레이를 어드레싱하기 위한 전자장치가 제공될 수도 있거나, 또는 이러한 전자장치는 백플레인과는 별도의 유닛에 제공될 수도 있다. 가요성 디스플레이들에서, 백플레인은 디스플레이의 비-뷰잉 측을 통한 수분 및 다른 오염들의 칩투를 방지하기에 충분한 배리어 특성들을 제공하는 것이 매우 바람직하다 (디스플레이는 물론 백플레인으로부터 멀리 떨어진 측으로부터 정상적으로 보여진다).
용어 "액티브 디스플레이 영역" 은 가변 이미지가 디스플레이될 수 있는 전기영동 디스플레이의 뷰잉 표면의 영역이다. 전기영동 디스플레이의 가변 이미지는 전기영동 디스플레이의 전기영동 재료층 상의 전기장 인가 결과로서 생성될 수 있는 이미지이다.
본 발명은 전기 광학 디바이스들의 성능 및 비용을 개선하고 이들의 제조 방법을 용이하게 한다. 이러한 디바이스들의 예들은 도 1a, 도 1b, 도 1d 및 도 5 에 도시되어 있다.
도 1a 는 전면 평면 라미네이트로부터 시작하여 구성될 수도 있는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스 (100) 의 예의 개략적인 단면이다. 전기 광학 디바이스 (100) 는 제 1 투광성 전극층 (130), 캡슐화된 전기영동 매체를 포함하는 전기영동 재료층 (122), 제 1 접착제층 (143), 제 2 전극층을 포함하는 백플레인 (110), 및 전도성 에지 시일 (155) 을 포함한다. 제 1 투광성 전극층은 제 1 전극 콘택 위치 (190) 를 포함한다. 전기영동 재료층 (122) 은 마이크로캡슐들에서 구획화된 전기영동 매체를 포함한다. 대안으로, 전기영동 매체는 마이크로셀들에서 구획화될 수도 있다. 전기영동 매체는 비극성 액체에서 전기영동 입자들을 포함할 수도 있다. 백플레인 (110) 은 제 2 전극층 (도 1a 에는 나타내지 않음) 을 포함하고; 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치 (195) 를 포함한다. 전기영동 재료층 (122) 은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는 둘레에 의해 정의된다. 전기 광학 디바이스의 다른 층들, 즉 제 1 투광성 전극층 (130), 제 1 접착제층 (143), 및 백플레인 (110) 의 각각은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 전기영동 재료층 (122) 의 상부 표면은 제 1 투광성 전극층 (130) 의 하부 표면과 접촉한다. 전기영동 재료층 (122) 의 하부 표면은 제 1 접착제층 (143) 의 상부 표면과 접촉한다. 제 1 접착제층 (143) 의 하부 표면은 백플레인 (110) 의 상부 표면과 접촉한다. 전도성 에지 시일 (155) 은 제 1 투광성 전극층 (130), 전기영동 재료층 (122) 및 제 1 접착제층 (143) 의 주변 표면들 상에 배치된다. 전도성 에지 시일 (155) 은 또한 백플레인 (110) 의 주변 표면들 또는 백플레인 (110) 의 주변 표면의 일부 상에 배치될 수도 있다.
통상의 전기 광학 디바이스들에서, 에지 시일은 전기영동 재료 내로의 수분의 침투를 방지하기 위해 사용된다. 도 1a 의 디바이스 (100) 에서, 전도성 에지 시일 (155) 은 또한 제 1 전극 콘택 위치 (190) 및 제 2 전극 콘택 위치 (195) 에서 각각 백플레인 (110) 의 제 1 투광성 전극층 (130) 및 제 2 전극층을 전기적으로 연결하는데 사용된다. 제 1 전극 콘택 위치 (190) 의 적어도 일부 및 제 2 전극 콘택 위치 (195) 의 적어도 일부는 전기영동 재료층 (122) 의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있다.
도 1a 의 전기 광학 디바이스 (100) 는 3-층 전기 광학 디스플레이이다. 그 제조 방법은 적어도 하나의 라미네이션 동작을 수반할 수도 있다. 예를 들어, 위에 언급된 E Ink 특허들 및 출원들 중 몇몇에서, 캡슐화된 전기영동 디스플레이의 제조 방법이 기재되어 있으며, 여기서 바인더에서 마이크로캡슐들을 포함하는 캡슐화된 전기영동 매체는 인듐-주속-산화물 (ITO) 또는 유사한 전도성 코팅을 포함하는 가요성 기판 상으로 코팅된다. 이러한 전도성 코팅은 제 1 투광성 전극층 (130) 이다. 마이크로캡슐들/바인더 코팅의 건조 또는 경화는 제 1 투광성층 (130) 에 견고하게 접착되는 전기 광학 재료층 (122) 을 형성한다. 별도로, 백플레인 (110) 은 구동 회로부에 픽셀 전극들을 연결하기 위해 반도체들의 적절한 배열 및 픽셀 전극들의 어레이를 갖는 제 2 전극층을 포함하여 준비된다. 전기영동 재료층 (122) 을 갖는 기판은 제 1 접착제층 (143) 의 라미네이션 접착제를 사용하여 백플레인 (110) 상으로 라미네이팅된다. 매우 유사한 프로세스가, 스타일러스 또는 다른 가동 전극이 슬라이딩할 수 있는 플라스틱 필름과 같은 단순한 보호층으로 백플레인을 교체함으로써 스타일러스 또는 유사한 가동 전극으로 사용가능한 전기영동 디스플레이를 준비하는데 사용될 수 있다. 이러한 프로세스의 하나의 형태에서, 백플레인은 그 자체로 가요성이고, 플라스틱 필름 또는 다른 가요성 기판 상에 픽셀 전극들 및 전도체들을 인쇄함으로써 준비된다. 이러한 프로세스에 의한 디스플레이들의 대량 생산을 위한 라미네이션 기법은 라미네이션 접착제를 사용한 롤 라미네이션이다. 유사한 제조 기법들이 다른 타입들의 전기 광학 디바이스들로 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로셀 전기영동 매체 또는 회전 바이크로믹 부재 매체은 캡슐화된 전기영동 매체과 실질적으로 동일한 방식으로 백플레인에 라미네이팅될 수도 있다.
도 1a 의 전기 광학 디바이스 (100) 는 투광성 전기 전도성층, 전기영동 재료층, 제 1 접착제층, 및 이형 시트를 순서대로 포함하는 전면 평면 라미네이트를 사용하여 제조될 수도 있다. 투광성층은 투광성 기판 상에 반송될 수도 있으며, 이는 그 기판이 영구 변형없이 직경이 25 mm 인, 드럼 주위에 수동으로 랩핑될 수 있다는 의미에서 바람직하게는 가요성이다. 기판은 통상적으로 폴리머 필름일 것이고, 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. 투광성, 전기 전도성층은 편리하게는 예를 들어 알루미늄 또는 인듐-주석-산화물 (ITO) 의 얇은 금속층이거나, 또는 전도성 폴리머일 수도 있다. 알루미늄 또는 ITO 로 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름은 예를 들어, E.I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington Del. 로부터의 "aluminized Mylar" ("Mylar" 는 등록 상표임) 로서 상업적으로 입수가능하며, 그러한 상업적 재료들은 전면 평면 라미네이트에서 양호한 결과들로 사용될 수도 있다.
그러한 전면 평면 라미네이트를 사용하는 전기 광학 디바이스의 어셈블리는, 전면 평면 라미네이트로부터 이형 시트를 제거하고 1 접착제층이 백플레인에 부착되게 하는데 효과적인 조건들 하에서 제 1 접착제층을 백플레인과 접촉시킴으로써, 제 1 접착제층, 전기영동 매체 및 전기 전도성층을 백플레인에 고정시키는 것에 의해 실시될 수도 있다. 이러한 프로세스는, 통상적으로 롤-투-롤 코팅 기법들을 사용하여 전면 평면 라미네이트가 대량 생산된 다음 특정 백플레인들과 함께 사용하는데 필요한 임의의 사이즈의 피스들로 절단될 수도 있기 때문에 대량 생산에 잘 적응된다. 그 후, 에지 시일 조성물이 피스 주위에 분배되어 에지 시일 조성물의 건조 또는 경화 후에 전도성 에지 시일을 생성한다. 디바이스는 통상적으로 에지 실링 전에 소정의 온도 및 상대 습도에서 수분 컨디셔닝 단계에 노출된다.
도 1b 는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스의 다른 예의 개략적인 단면이다. 전기 광학 디바이스 (101) 는 제 1 투광성 전극층 (131), 제 2 접착제층 (114), 전기영동 재료층 (123), 제 1 접착제층 (144), 백플레인 (111), 및 전도성 에지 시일 (156) 을 포함한다.
제 1 투광성 전극층 (131) 은 제 1 전극 콘택 위치 (191) 를 포함한다. 전기영동 재료층 (123) 은 마이크로캡슐들에서 구획화된 전기영동 매체를 포함한다. 전기영동 매체는 비극성 액체에서 전기영동 입자들을 포함할 수도 있다. 백플레인 (111) 은 제 2 전극층을 포함하고; 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치 (196) 를 포함한다. 전기영동 재료층 (123) 은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다. 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이와 폭을 갖는 둘레에 의해 정의된다. 전기 광학 디바이스의 다른 층들, 즉 제 1 투광성 전극층 (131), 제 2 접착제층 (114), 제 1 접착제층 (144), 및 백플레인 (111) 의 각각은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖는다.
제 1 투광성 전극층 (131) 의 하부 표면은 제 2 접착제층 (114) 의 상부 표면과 접촉하고, 제 2 접착제층 (114) 의 하부 표면은 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면과 접촉한다. 전기영동 재료층 (123) 의 하부 표면은 제 1 접착제층 (144) 의 상부 표면과 접촉한다. 제 1 접착제층 (144) 의 하부 표면은 백플레인 (111) 의 상부 표면과 접촉한다.
전도성 에지 시일 (156) 은 제 1 투광성 전극층 (131), 제 2 접착제층 (114), 전기영동 재료층 (123) 및 제 1 접착제층 (144) 의 주변 표면들 상에 배치된다. 전도성 에지 시일 (156) 은 또한 백플레인 (111) 의 주변 표면들 또는 백플레인 (111) 의 주변 표면의 일부 상에 배치될 수도 있다.
통상의 전기 광학 디바이스들에서, 에지 시일은 전기영동 재료 내로의 수분의 침투를 방지하기 위해 사용된다. 도 1b 의 디바이스 (101) 에서, 전도성 에지 시일 (156) 은 또한 제 1 전극 콘택 위치 (191) 및 제 2 전극 콘택 위치 (196) 에서 각각 백플레인 (111) 의 제 1 투광성 전극층 (131) 및 제 2 전극층을 전기적으로 연결하는데 사용된다. 제 1 전극 콘택 위치 (191) 의 적어도 일부 및 제 2 전극 콘택 위치 (196) 의 적어도 일부는 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있다.
도 1b 의 전기 광학 디바이스 (101) 는 4-층 전기영동 디스플레이이다. 그 제조 방법은 순서대로, 2개의 접착제층 사이에 샌드위치된 전기영동 재료층을 포함하는 구조로부터 시작하는 적어도 2개의 라미네이션 동작을 수반할 수도 있으며, 접착제층들 중 하나 또는 양자 모두는 이형 시트 (이중 이형 시트) 에 의해 커버된다. 제 1 라미네이션에서, 이중 이형 시트는 제 1 투광성 전극층에 라미네이팅되고, 그 후 제 2 라미네이션에서, 전기영동 재료층의 다른 측은 백플레인 상으로 라미네이팅되어 전기영동 디스플레이를 형성한다. 이들 2개의 라미네이션의 순서는 원하는 경우 반전될 수 있다. 도 1b 의 전기 광학 디바이스는 또한, 순서대로, 투광성 보호층, 투광성 전극층, 제 2 접착제층, 전기영동 재료, 제 1 접착제층 및 이형 시트를 포함하는 구조로부터 시작하여 구성될 수도 있다. 이형 시트의 제거 및 구조 상으로의 백플레인의 부착 후에 전기영동 재료층 및 접착제층들 주위에 전도성 에지 시일 조성물의 분배하고 분배된 조성물을 건조 또는 경화시키여 전도성 에지 시일을 생성함으로써 전기 광학 디바이스를 형성한다. 디바이스는 통상적으로 에지 실링 전에 소정의 온도 및 상대 습도에서 수분 컨디셔닝 단계에 노출된다. 도 1b 에 도시된 타입의 전기 광학 디바이스들은 양호한 해상도를 양호한 저온 성능과 조합할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 광학 디바이스의 다른 예의 개략적인 단면이 도 1d 에 제공된다. 전기 광학 디바이스 (103) 는 제 1 투광성 전극층 (132), 제 2 접착제층 (115), 캡슐화된 전기영동 매체를 포함하는 전기영동 재료층 (124), 제 1 접착제층 (145), 제 2 전극층을 포함하는 백플레인 (112), 및 전도성 에지 시일 (157) 을 포함한다. 전도성 에지 시일 (157) 은 제 2 접착제층 (115), 전기영동 재료층 (124) 및 제 1 접착제층 (145) 의 주변 표면들 상에 배치된다. 도 1d 의 전기 광학 디바이스 (103) 는 도 1b 의 전기 광학 디바이스 (101) 와 유사하다. 일 층의 상부 표면들의 길이 및 폭이 다른 층들의 상부 표면의 길이 및 폭과 유사한, 도 1b 의 전기 광학 디바이스 (101) 와는 대조적으로, 도 1d 의 전기 광학 디바이스 (103) 의 층들의 상부 표면의 길이 및 폭이 모두 동일한 것은 아니다. 구체적으로, 디바이스 (103) 에서, 제 1 투광성 전극층 (132) 의 상부 표면의 길이 및 폭과 백플레인 (112) 의 상부 표면의 길이 및 폭은 전기영동 재료층 (124) 의 상부 표면의 둘레의 길이 및 폭, 제 1 접착제층 (145) 의 상부 표면의 길이 및 폭, 및 제 2 접착제층 (115) 의 상부 표면의 길이 및 폭보다 크다.
디바이스 (103) 의 제 1 투광성 전극층 (132) 및 백플레인 (112) 은 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 및 제 2 접착제층들의 에지들을 넘어 외향으로 연장한다. 따라서, 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층 (132), 제 2 접착제층 (115) 의 주변 표면, 전기영동 재료층 (124) 의 주변 표면, 제 1 접착제층 (145) 의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 백플레인 (112) 에 의해 정의되는, 홈이 형성된다. 형성된 홈은 전도성 에지 시일 (157) 로 채워진다. 디바이스 (101) 에서와 같이, 디바이스 (103) 에서의 전도성 에지 시일 (157) 은 전기영동 재료 내로의 수분의 침투를 방지하기 위해서 뿐만 아니라, 제 1 전극 콘택 위치 (193) 및 제 2 전극 콘택 위치 (198) 에서 각각 백플레인 (112) 의 제 1 투광성 전극층 (132) 및 제 2 전극층을 전기적으로 연결하기 위해서 사용된다. 제 1 전극 콘택 위치 (193) 의 적어도 일부 및 제 2 전극 콘택 위치 (198) 의 적어도 일부는 전기영동 재료층 (124) 의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있다. 도 1d 의 전기 광학 디바이스는 4-층 전기영동 디스플레이이다. 도 1d 의 디바이스의 전구체는 도 1c 에 나타낸 구조 (102) 이며, 여기서 제 1 투광성 전극층 (132) 및 백플레인 (112) 의 상부 표면들은 전기영동 재료 (124) 의 상부 표면들의 둘레의 길이 및 폭, 및 접착제층들 (115 및 145) 의 상부 표면들의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖는다. 제 1 투광성 전극층 (132) 및 백플레인 (112) 은 전기영동 재료층 (124) 의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 및 제 2 접착제층들 (115 및 124) 의 에지들을 넘어 외향으로 연장된다. 따라서, 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층 (132), 제 2 접착제층 (115) 의 주변 표면, 전기영동 재료층 (124) 의 주변 표면, 제 1 접착제층 (145) 의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 백플레인 (112) 에 의해 정의되는, 홈 (141) 이 형성된다. 전기 광학 디바이스 (103) 는 에지 시일 조성물을 홈 (141) 내로 분배하고 에지 밀봉 조성물을 건조 또는 경화시키여 전도성 에지 시일 (157) 을 형성함으로써 완성된다. 홈은 높이가 약 20 ㎛ 내지 약 150 ㎛ 이고 폭은 약 0.3 mm 내지 약 5 mm 일 수도 있다.
도 1e 는 도 1b 에 도시된 전기 광학 디바이스 (101) 의 사시도를 나타내지만, 전도성 에지 시일을 나타내지는 않는다. 이웃 층들은 단지 층들의 3차원 투시를 용이하게 하기 위해 도 1e 에서 서로 연결되지 않는 것으로 나타난다. 디바이스는 순서대로, 제 1 투광성 전극층 (131), 제 2 접착제층 (114), 전기영동 재료층 (123), 제 1 접착제층 (144), 및 백플레인 (111) 을 포함한다. 도 1f 는 전기영동 재료층 (123) 만의 사시도이다. 도 1f 는 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 및 전기영동 재료층 (123) 의 주변 표면 (172) 을 나타낸다. 이는 또한 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 의 둘레 (175) 를 나타낸다. 전기영동 재료층 (171) 의 상부 표면은 둘레 (175) 에 의해 정의된다. 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 의 둘레 (175) 는 도 1f 에 나타낸 바와 같이, 길이 (L) 및 폭 (W) 을 갖는다.
도 1f 는 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 및 전기영동 재료층 (123) 의 주변 표면 (172) 을 나타낸다. 이는 또한 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 의 둘레 (175) 를 나타낸다. 전기영동 재료층 (171) 의 상부 표면은 둘레 (175) 에 의해 정의된다. 전기영동 재료층 (123) 의 상부 표면 (171) 의 둘레 (175) 는 도 1f 에 나타낸 바와 같이 길이 (L) 및 폭 (W) 을 갖는다.
도 1g 및 도 1h 는 (도 1c 에 도시된) 전기 광학 디바이스의 전구체 (102) 의 사시도를 나타낸다. 102 에서의 이웃 층들은 단지 층들의 3차원 투시를 용이하게 하기 위해 도 1g 에서 서로 연결되지 않는 것으로 나타난다. 디바이스는 순서대로, 제 1 투광성 전극층 (132), 제 2 접착제층 (115), 전기영동 재료층 (124), 제 1 접착제층 (145), 및 백플레인 (112) 을 포함한다.
제 1 투광성 전극층 (132) 및 백플레인 (112) 의 상부 표면들은 전기영동 재료 (124) 의 상부 표면들의 둘레의 길이 및 폭, 및 접착제층들 (115 및 145) 의 상부 표면들의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖는다. 제 1 투광성 전극층 (132) 및 백플레인 (112) 은 전기영동 재료층 (124) 의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 제 1 및 제 2 접착제층들 (115 및 124) 의 에지들을 넘어 외향으로 연장된다. 따라서, 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층 (132), 제 2 접착제층 (115) 의 주변 표면, 전기영동 재료층 (124) 의 주변 표면, 제 1 접착제층 (145) 의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 백플레인 (112) 에 의해 정의되는, 홈이 형성된다. 전도성 에지 시일 조성물이 배치될 수도 있는 홈은 도 1h 에 나타낸 바와 같이 높이 (186) 및 폭 (187) 을 갖는다.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c 는 이중 이형 필름을 사용하여 본 발명의 전기영동 디스플레이의 예의 제조 방법에 대한 예를 도시한다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 제 1 단계는 제 2 이형 시트 (211) 상으로 제 2 접착제 조성물 (212) 을 코팅하여 제 2 이형 시트 (211) 상에 제 2 접착제층 (213) 을 형성하는 것을 수반한다. 후속하여, 제 2 접착제층 (213) 상에 제 3 이형 시트 (214) 가 배치되어 제 1 이형 롤 (210) 을 형성한다. 도 2b 에 도시된 별도의 서브-프로세서에서, 전기영동 재료 조성물은 제 4 이형 시트 (221) 상으로 코팅되어 제 4 이형 시트 (221) 상에 전기영동 재료층 (222) 이 있는 구조 (220) 를 형성한다. 제 3 이형 필름 (214) 을 제 1 이형 롤 (210) 로부터 이형하고 노출된 제 2 접착제층 (213) 을 구조 (220) 의 전기영동 재료층 (222) 과 접촉시킨 후에, 중간 전기 광학 웹 (230) 이 형성된다. 중간 전기 광학 웹 (230) 은 도 2c 에 도시된 바와 같이 이중 이형 필름 (250) 을 형성하는데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 이형 시트 (241) 상으로 제 1 접착제 조성물 (242) 이 코팅되어 제 2 이형 롤 (240) 을 형성한다. 제 4 이형 필름 (221) 을 중간 전기 광학 웹 (230) 으로부터 이형하고 전기영동 재료층 (222) 의 노출된 표면을 제 2 이형 롤 (240) 의 제 1 접착제층 (243) 과 접촉시킨 후에, 이중 이형 필름 (250) 이 형성된다. 이중 이형 필름 (250) 은 전기 광학 디바이스를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이중 이형 시트는 보관되고 나중에 전기 광학 디바이스의 제조를 위해 사용될 수도 있다. 프로세스의 예가 도 3a 에 도시되어 있다. 도 3a 에 나타낸 바와 같이, 이중 이형 필름 (250) 의 제 1 이형 시트 (241) 가 제거되고 백플레인 (310) 은 제 1 접착제층 (243) 의 노출된 표면에 연결되어 구조 (320) 를 형성한다. 구조 (320) 로부터 제 2 이형 필름 (211) 이 제거되고 노출된 제 2 접착제층 (213) 이 제 1 투광성 전극층 (330) 에 연결되어, 제 1 투광성 전극층 (331) 을 갖는 구조 (340) 를 형성한다. 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 백플레인 (310) 은 전기영동 재료층 (222) 및 제 1 및 제 2 접착제층들 (243 및 213) 의 대응하는 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 가질 수도 있다. 따라서, 백플레인 (310) 은 제 1 및 제 2 접착제층들 (243 및 213) 및 전기영동 재료층 (124) 의 상부 표면의 둘레의 에지들을 넘어 외향으로 연장될 수도 있다. 유사하게, 제 1 투광성 전극층 (331) 은 제 1 및 제 2 접착제층들 (243 및 213) 및 전기영동 재료층 (222) 의 상부 표면의 둘레의 대응하는 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 가질 수도 있다. 따라서, 제 1 투광성 전극층 (331) 은 제 1 및 제 2 접착제층들 (243 및 213) 및 전기영동 재료층 (222) 의 상부 표면의 둘레의 에지들을 넘어 외향으로 연장될 수도 있다. 이러한 조건들이 충족되는 경우, 구조 (340) 에 홈 (341) 이 형성되며, 이는 외향으로 연장된 제 1 투광성 전극층 (331), 제 2 접착제층 (213) 의 주변 표면, 전기영동 재료층 (222) 의 주변 표면, 제 1 접착제층 (243) 의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 백플레인 (310) 에 의해 정의된다. 도 3c 에 도시된 바와 같이, 전도성 에지 시일 조성물 (350) 은 홈 (341) 내로 배치되고 에지 시일 (355) 에 대해 경화되어 전기 광학 디바이스 (360) 를 형성한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 제 1 전극 콘택 위치에서 제 1 투광성 전극과 제 2 전극 콘택 위치에서 제 2 전극층을 접촉시키는 전도성 에지 시일을 포함한다. 제 1 전극 콘택 위치 및 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있다. 제 1 전극 콘택 위치에서 그리고 제 2 전극 콘택 위치에서 제 1 및 제 2 전극층들을 전기적으로 연결하는 전도성 에지 시일은 디바이스의 액티브 디스플레이 영역이 최적화되고 전기영동 재료층의 영역과 실질적으로 동일하게 되는 것을 가능하게 한다. 이는 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스의 상면도를 도시하는 도 5 에 나타나 있다. 도 5 의 전기 광학 디바이스 (360) 는 단면이 도 3c 에 제공되는 전기 광학 디바이스에 대응하고, 제 1 투광성 전극층 및 백플레인 (310) 양자 모두는 전기영동 재료층의 에지들을 넘어 외향으로 연장된다. 제 1 투광성 전극층과 제 2 전극층의 연장들에 의해 생성되는 홈 내로 배치되는 전도성 에지 시일 (355) 은, 제 1 전극 콘택 위치 (390) 와 제 2 전극 콘택 위치 (395) 에서 각각 제 1 투광성 전극층과 제 2 전극층을 전기적으로 연결한다. 액티브 디스플레이 영역 (560) 은 도 5 및 도 6 에 나타낸 본 발명의 전기 광학 디바이스의 상이한 구조를 갖는 액티브 디스플레이 영역과는 대조적으로, 전기영동 재료층의 상부 표면의 영역과 실질적으로 동일하다.
도 4 는 종래 기술에 따른 전기 광학 디바이스의 개략적인 단면이다. 전기 광학 디바이스 (470) 는 제 1 투광성 전극층 (430), 제 2 접착제층 (213), 캡슐화된 전기영동 매체를 포함하는 전기영동 재료층 (222), 제 1 접착제층 (243), (제 2 전극층을 포함하는) 백플레인 (410), 비전도성 에지 시일 (455) 및 어퍼처 (480) 를 포함한다. 어퍼처 (480) 는 전기영동 재료층 및 제 1 및 제 2 접착제층들을 컷 스루(cut through)한다. 어퍼처는 제 1 투광성 전극층 (430) 과 백플레인 (410) 의 제 2 전극층을 전기적으로 연결하기 위해 금속과 같은 전도성 재료로 채워진다. 전도성 재료는 위치 (490) 에서 제 1 투광성 전극층 (430) 에 연결되고 위치 (495) 에서 백플레인 (410) 의 제 2 전극층에 연결된다. 도 4 는 또한 전기 광학 디바이스 (470) 의 제조 방법의 예에 참여하는 중간 구조들을 설명한다. 전기 광학 디바이스 (470) 는 제 1 이형 시트 (211), 제 2 접착제층 (213), 전기영동 재료층 (222), 제 1 접착제층 (243) 및 제 2 이형 시트 (241) 를 포함하는 이중 이형 필름 (250) 으로부터 준비될 수도 있다. 어퍼처 (480) 는 이중 이형 필름을 통해 컷 스루되고 전도성 재료로 채워진다. 이형 시트들 (211 및 241) 의 순차적인 제거와 제 1 투광성 전극층 (430) 과 백플레인 (410) 의 부착, 그리고 비전도성 에지 시일 (455) 의 형성은 전기 광학 디바이스 (470) 를 형성한다. 어퍼처 (480) 에서의 전도성 재료는 위치 (490) 에서 제 1 투광성 전극층과 위치 (495) 에서 백플레인 (410) 의 제 2 전극층에 전기적으로 연결된다.
도 6 은 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스 (470) 의 상면도이며 이는 도 4 에 단면이 제공되는 전기 광학 디바이스에 대응한다. 도 3c 및 도 5 에 도시된 발명의 전기 광학 디바이스 (360) 와는 대조적으로, 전기 광학 디바이스 (470) 의 에지 시일은 전도성이 아니며 제 1 투광성 전극층과 제 2 전극층 사이의 전기적 연결에 참여하지 않는다. 전기 광학 디바이스 (470) 에서의 이러한 전기적 연결은 전도성 재료를 포함하는 어퍼처 (480) 를 생성함으로써 달성되며, 이는 위치 (490) 에서 제1 투광성 전극층에 그리고 위치 (495) 에서 제 1 전극층에 연결된다. 이러한 어퍼처 (480) 를 사용하는 전기적 연결들은, 그 결과 도 3c 및 도 5 의 발명의 전기 광학 디바이스 (360) 의 액티브 디스플레이 영역과는 대조적으로, 도 6 에 나타낸 바와 같이 (파선 내부), 전기 광학 디바이스의 액티브 디스플레이 영역 (660) 이 전기영동 재료층의 영역 미만이 되며, 여기서 액티브 디스플레이 영역 (560) 은 전기영동 재료층 (222) 의 영역과 실질적으로 동일하다.
위에 나타낸 바와 같이, 액티브 디스플레이 영역을 최대화하는 것에 부가하여, 본 발명에 따른 전기 광학 디바이스의 구조 및 제조 방법에 의해 달성되는 다른 이점들이 있다. 첫째, 본 발명의 디바이스는 전기영동 재료층을 통하는 어퍼처를 생성하고 이를 전도성 재료 (전도성 비아) 로 채울 필요가 없기 때문에, 적은 단계들을 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 따른 디스플레이의 제조 동안 투광성 전극층의 일부의 세정 단계를 포함할 필요가 없다. 이러한 단계는 통상적으로 전면 평면 라미네이트를 사용하여 전기 광학 디바이스들을 제조하는 방법에 포함된다. 전면 평면 라미네이트는 투광성 전극층 상에 코팅된 전기영동 재료를 포함한다. 투광성 전극층의 일부는 일반적으로 전기 광학 디바이스 내의 전기적 연결을 위한 클린 표면을 생성하기 위해 코팅된 전기영동 매체로부터 세정된다. 둘째, 본 발명은 디바이스에 걸친 저항성 전압 강하를 최소화하고, 백플레인에서 더 작고 저렴한 박막 트랜지스터들의 사용을 가능하게 하며, 대응하는 디바이스들과 전구체 구조들의 간단한 품질 평가를 가능하게 한다.
본 발명의 전기 광학 디바이스는 디바이스에 걸친 전압 강하를 감소시키기 위해 제 1 투광성 전극층과 전도성 에지 시일 사이에 하나보다 많은 제 1 콘택 위치들을 포함할 수도 있다. 전기 광학 디바이스는 2개 이상, 3개 이상, 또는 5개 이상의 제 1 콘택 위치들을 포함할 수도 있다. 유사하게, 본 발명의 전기 광학 디바이스는 제 1 전극층과 제 2 전도성 시일 사이에 하나보다 많은 제 2 콘택 위치들을 포함할 수도 있다. 전기 광학 디바이스는 2개 이상, 3개 이상, 또는 5개 이상의 제 2 콘택 위치들을 포함할 수도 있다.
본 발명의 전기 광학 디바이스의 전도성 에지 시일은 디바이스 내로 수분의 침투를 방지하고 디바이스의 제 1 및 제 2 전극층들을 전기적으로 연결할 수 있도록 하기 위해 충분한 배리어 특성들 및 전기 전도성 특성들을 가져야 한다. 따라서, 전도성 에지 시일의 수증기 투과율은 
미만, 또는 
미만, 또는 
미만이어야 하며, 이는 중량측정으로 측정된 (ASTM E96), 60oC 및 100% 상대 습도 (RH) 에서 측정된다. 에지 시일의 비저항은 2 mils 의 필름 두께에 대해 50 
미만, 또는 10 
미만 이어야 하며, 이는 ASTM D257 을 사용하여 측정된다.
에지 시일 조성물은 폴리머 또는 폴리머들의 조합을 포함할 수도 있다. 에지 시일 조성물의 건조 또는 경화는 디바이스의 에지 시일을 형성한다. 폴리머들의 비제한적인 예들은 폴리우레탄, 에폭시, 폴리디메틸실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌-알킬렌 코폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머, 폴리(에틸렌-코-노보넨), 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 코폴리머 및 이들의 혼합물이다. 에지 시일 조성물은 전도성 필러들, 예컨대 금속 입자들, 금속 나노입자들, 금속 와이어들, 금속 나노와이어들, 금속 나노파이버들, 전도성 카본 블랙 입자들, 탄소 나노튜브들, 흑연, 및 이들의 조합들을 포함할 수도 있다. 에지 시일 조성물은 또한 전도성 폴리머들을 포함할 수도 있다. 전도성 폴리머들의 비제한적인 예들은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트 (PEDOT-PSS), 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 비닐렌, 및 이들의 조합들이다.
많은 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 상술한 발명의 특정 실시형태들에서 행해질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 이에 따라, 전술한 설명의 전부는 한정적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 액티브 디스플레이 영역을 갖는 전기 광학 디바이스로서,
상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 제 1 전극 콘택 위치를 포함하는 제 1 투광성 전극층으로서, 상기 제 1 투광성 전극층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는, 상기 제 1 투광성 전극층;
제 2 전극층을 포함하는 백플레인으로서, 상기 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함하고, 상기 백플레인은 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖고, 상기 백플레인의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는, 상기 백플레인;
전기영동 매체를 포함하고 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 전기영동 재료층으로서, 상기 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는 둘레에 의해 정의되고, 상기 전기영동 재료층의 상부 표면은 상기 제 1 투광성 전극층의 하부 표면과 접촉하고, 상기 전기영동 재료층의 하부 표면은 상기 백플레인의 상부 표면과 접촉하는, 상기 전기영동 재료층; 및
상기 전기영동 재료층 및 상기 제 1 투광성 전극층의 주변 표면들 상에 배치된 전도성 에지 시일로서, 상기 전도성 에지 시일은 상기 제 1 전극 콘택 위치에서 상기 제 1 투광성 전극층 및 상기 제 2 전극 콘택 위치에서 상기 제 2 전극층을 전기적으로 연결하는, 상기 전도성 에지 시일을 포함하고;
상기 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부 및 상기 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 그 결과 상기 디바이스의 액티브 디스플레이 영역은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 영역과 실질적으로 동일한, 전기 광학 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기영동 매체는 비극성 액체에 전기영동 입자들을 포함하는, 전기 광학 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 전기영동 매체는 마이크로캡슐들에서 구획화되는, 전기 광학 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 전기영동 매체는 마이크로셀들에서 구획화되는, 전기 광학 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 에지 시일은 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리디메틸실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌-알킬렌 코폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 및 이들의 혼합물들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리머를 포함하는 에지 시일 조성물에 의해 형성되는, 전기 광학 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 에지 시일은 카본 블랙 입자들, 흑연, 탄소 나노튜브들, 금속 입자들, 및 이들의 혼합물들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전도성 입자들을 포함하는 에지 시일 조성물에 의해 형성되는, 전기 광학 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 에지 시일은 전도성 폴리머를 포함하는 에지 시일 조성물에 의해 형성되는, 전기 광학 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 에지 시일의 비저항은 10미만인, 전기 광학 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 접착제층을 더 포함하고, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면은 상기 전기영동 재료층의 하부 표면과 접촉하며, 상기 제 1 접착제층의 하부 표면은 상기 백플레인의 상부 표면과 접촉하는, 전기 광학 디바이스. - 제 9 항에 있어서,
상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 2 접착제층을 더 포함하고, 상기 제 2 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 상기 제 2 접착제층의 상부 표면은 상기 제 1 투광성 전극층의 하부 표면과 접촉하며, 상기 제 2 접착제층의 하부 표면은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면과 접촉하는, 전기 광학 디바이스. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 투광성 전극층의 상부 표면의 길이 및 폭과 상기 백플레인의 상부 표면의 길이 및 폭은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 길이 및 폭, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면의 길이 및 폭, 및 상기 제 2 접착제층의 상부 표면의 길이 및 폭보다 크고, 상기 제 1 투광성 전극층 및 상기 백플레인은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 상기 제 1 및 제 2 접착제층들의 에지들을 넘어 외향으로 연장하여, 외향으로 연장된 상기 제 1 투광성 전극층, 상기 제 2 접착제층의 주변 표면, 상기 전기영동 재료층의 주변 표면, 상기 제 1 접착제층의 주변 표면, 및 외향으로 연장된 상기 백플레인에 의해 정의되는 홈을 형성하며, 상기 홈은 상기 전도성 에지 시일로 채워지는, 전기 광학 디바이스. - 제 11 항에 있어서,
상기 홈은 약 20 ㎛ 내지 약 150 ㎛ 의 높이를 갖는, 전기 광학 디바이스. - 제 11 항에 있어서,
상기 홈은 약 0.3 mm 내지 약 5 mm 의 폭을 갖는, 전기 광학 디바이스. - 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서,
(a) 전기영동 매체를 포함하고 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 전기영동 재료층으로서, 상기 전기영동 재료층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖는 둘레에 의해 정의되는, 상기 전기영동 재료층, (b) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 접착제층으로서, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면은 상기 전기영동 재료층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 접착제층, (c) 상기 제 1 접착제층의 하부 표면 상에 배치된 제 1 이형 시트, (d) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 2 접착제층으로서, 상기 제 2 접착제층의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 상기 제 2 접착제층의 하부 표면은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면과 접촉하는, 상기 제 2 접착제층, (e) 상기 제 2 접착제층의 상부 표면 상에 배치된 제 2 이형 시트를 포함하는, 서브-어셈블리를 제공하는 단계;
상기 제 1 이형 시트를 제거하고 상기 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계로서, 상기 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 상기 백플레인은 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖고, 상기 백플레인의 상부 표면은 길이 및 폭을 갖고, 상기 백플레인의 상부 표면은 상기 제 1 접착제층의 하부 표면과 접촉하고, 상기 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함하고, 상기 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 상기 백플레인은 상기 전기영동 재료층의 둘레의 길이 및 폭과 상기 제 1 접착제층의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖고, 상기 백플레인은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 상기 제 1 접착제층의 에지들을 넘어 외향으로 연장하는, 상기 제 1 이형 시트를 제거하고 상기 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계;
상기 제 2 이형 시트를 제거하고 상기 제 2 접착제층의 노출된 상부 표면을 제 1 투광성 전극층과 접촉시키는 단계로서, 상기 제 1 투광성 전극층은 제 1 전극 콘택 위치를 포함하고, 상기 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 상기 제 1 투광성 전극층은 상부 표면, 하부 표면 및 주변 표면을 갖고, 상기 제 1 투광성 전극층의 상부 표면은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 길이 및 폭, 상기 제 1 접착제층의 길이 및 폭, 및 상기 제 2 접착제층의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 갖고, 상기 제 1 투광성 전극층의 하부 표면은 상기 제 2 접착제층의 상부 표면과 접촉하고, 상기 제 1 투광성 전극층은 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 에지들 및 상기 제 1 및 제 2 접착제층들의 에지들을 넘어 외향으로 연장되고, 외향으로 연장된 상기 제 1 투광성 전극층, 상기 제 1 접착제층의 주변 표면, 상기 전기영동 재료층의 주변 표면, 상기 제 2 접착제층의 주변 표면 및 외향으로 연장된 상기 백플레인에 의해 정의되는 홈이 형성되는, 상기 제 2 이형 시트를 제거하고 상기 제 2 접착제층의 노출된 상부 표면을 제 1 투광성 전극층과 접촉시키는 단계;
상기 홈 내부에 에지 시일 조성물을 배치하는 단계;
전도성 에지 시일을 형성하기 위해 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계로서, 상기 전도성 에지 시일은 상기 제 1 전극 콘택 위치에서 상기 제 1 투광성 전극층과 접촉하고 상기 전도성 에지 시일은 상기 제 2 전극 콘택 위치에서 상기 제 2 전극층과 접촉하는, 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이형 시트들은 전도성인, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 이형 시트를 제거하기 위한 박리력은 상기 제 1 이형 시트를 제거하기 위한 박리력보다 더 낮은, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이형 시트들 중 적어도 하나는 60% 보다 높은 총 광투과율을 갖는, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
(a) 상기 제 1 투광성 전극층의 상부 표면 상에 제 3 접착제층을 코팅하는 단계, 및 (b) 상기 제 3 접착제층 상에 보호 시트를 부착하는 단계를 순서대로 더 포함하고, 단계들 (a) 및 (b) 는 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계에 후속하는, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 전도성 에지 시일을 형성하기 위해 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계는 열적 경화 또는 UV 경화에 의해 수행되는, 전기 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법. - 전기 광학 디바이스를 제조하는 방법으로서,
(a) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 투광성 전극층으로서, 상기 제 1 투광성 전극층은 제 1 전극 콘택 위치를 포함하는, 상기 제 1 투광성 전극층, (b) 전기영동 매체를 포함하고 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 전기영동 재료층으로서, 상기 전기영동 재료층의 상부 표면은 상기 제 1 투광성 전극층의 하부 표면과 접촉하고, 상기 전기영동 재료층의 상부 표면은 둘레에 의해 정의되고, 상기 제 1 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있는, 상기 전기영동 재료층, (c) 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖는 제 1 접착제층으로서, 상기 제 1 접착제층의 상부 표면은 상기 전기영동 재료층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 접착제층, (d) 제 1 이형 시트로서, 상기 제 1 이형 시트는 상기 제 1 접착제층의 하부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 이형 시트를 포함하는, 서브-어셈블리를 제공하는 단계;
상기 제 1 이형 시트를 제거하고 상기 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계로서, 상기 백플레인은 제 2 전극층을 포함하고, 상기 제 2 전극층은 제 2 전극 콘택 위치를 포함하고, 상기 제 2 전극 콘택 위치의 적어도 일부는 상기 전기영동 재료층의 상부 표면의 둘레의 수직 연장에 의해 정의된 체적 외부에 있고, 상기 백플레인은 상부 표면, 하부 표면, 및 주변 표면을 갖고, 상기 제 1 접착제층의 하부 표면은 상기 백플레인의 상부 표면과 접촉하는, 상기 제 1 이형 시트를 제거하고 제 1 접착제층의 노출된 하부 표면을 백플레인과 접촉시키는 단계;
상기 제 1 투광성 전극층의 주변 표면, 상기 전기영동 재료층의 주변 표면, 및 상기 제 1 접착제층의 주변 표면 주위에 에지 시일 조성물을 성막하는 단계;
전도성 에지 시일을 형성하기 위해 상기 에지 시일 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 전기 광학 디바이스를 제조하는 방법.
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