TWI499853B

TWI499853B - 流體分送方法

Info

Publication number: TWI499853B
Application number: TW098106520A
Authority: TW
Inventors: Robert A Hayes
Original assignee: Liquavista Bv
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2015-09-11
Also published as: GB0803585D0; KR101596059B1; CN101960356B; WO2009106546A1; CN101960356A; KR20100134616A; TW200947093A

Description

流體分送方法

本發明係關於一種在一表面上提供一第一流體，特定言之用於製造一電潤濕器件之方法。

國際申請案WO 2005/098797揭示一種在一基板之一表面上提供一油層之方法，其特別適用於製造電潤濕顯示器。該表面最初係藉由一水層來覆蓋。一分送器令其開口處在該水層中及該表面上方。將油饋送至該分送器內，而在該開口與該表面之間形成一油滴。該表面包括受第二親水區域包圍之第一疏水區域。當該分送器移動於該表面之上時，該油滴係拖曳於該等第一及第二區域之上並將在該等第一區域上的水替換為一油層而將水留在該等第二區域上。

本發明之一目的係提供一種在一表面現象提供一油層之替代性方法。

本發明之目的係藉由在一表面上提供一第一流體用以製造一電潤濕器件之一方法來實現，該方法包括：

a)提供該表面；

b)提供不能與該第一流體混溶之一第二流體之一體積；

c)提供用於分送該第一流體之一分送器；以及

d)將該第一流體分送成使得該第一流體在與一重力之一方向相反之一方向上移動穿過該第二流體至該表面上。

在該重力(例如，一向下方向的力)而該分送器係配置於該表面下方的情況下，該第二流體一旦經分送便朝該表面移動以接觸該表面。有利的係，因此可將該分送器遠離該表面而定位，因所分送的第一流體自行朝該表面移動。因此，可因此避免仔細定位一分送針以讓該針緊接該表面(可能在一小區域內)，如從先前技術所知習。因此，該分送器可以係一簡單構造。另外，藉由在與該重力相反的方向上分送該第一流體並相應地定位該表面，該表面輔助穩定向其提供的第一流體之一體積，由此向該表面上提供精確的分送。因此，本發明之方法係簡單而高效率。

較佳的係，該第一流體具有比該第二流體更低之一密度。當分送該第一流體時，其將因此傾向於穿過該第二流體朝該表面上升而無需讓分送裝置緊接該表面以向該表面施加該第一流體。在電潤濕器件中，該等第一及第二流體可具備相等密度。但是，當批量製造此類器件時，讓第一與第二流體在所有操作溫度下具有完全匹配的密度可能難以實現。本發明之方法有利的係可利用該等流體之間的一密度差異來以一簡單的方式在該表面上提供該第一流體。此外，由於該流體係利用該等流體之固有屬性而提供於該表面上，因此不需要複雜的分送裝置。此外，不需要不同流體之精確的密度匹配，從而為製造提供更大容限。

在本發明之其他具體實施例中，該分送器經配置用於分送該第一流體之一混合物並進一步分送該第二流體之一混物，該方法包括在步驟d)中分送該混合物。該混合物可以係該第一流體與該第二流體之一乳狀液。該表面針對該第一流體可具有比針對該第二流體更大之一可潤濕性，此意味著當該第一流體係與該表面適當接近(可以係接觸該表面)時，其可從該第二流體分離出去以在該表面形成第一流體之一層；從而使用該等流體相對於該表面之不同的潤濕特性來藉由該第一流體塗布該表面。例如，該表面可以係一疏水表面，該第一流體係非極性而該第二流體係極性或導電。

在本發明之其他具體實施例中，該第一流體具有實質上與該第二流體的密度相等之一密度。實質上相等意味著該第一流體與該第二流體具有之密度使得該第一或第二流體會傾向於在該第一流體與該第二流體之一混合物中上升。可藉由在該等流體中使用添加劑來獲得該第一流體與該第二流體之相等密度以調諧其密度。包括相等密度的第一與第二流體之一電潤濕器件可具有有利的效能。例如，顯示器在受搖動的情況下可抵抗對該第一流體與該第二流體的組態之破壞。在該第一流體與該第二流體具有實質上相等密度之情況下，本發明之方法允許容易地在該表面上提供該第一流體。例如，在較佳具體實施例中，該分送器可經配置用於以一速度分送該第一流體以穿過該第二流體至該表面。因此，藉由以一適當的力從該分送器噴射該第一流體，該第一流體可藉由克服該第一流體保持於在該第二流體中之一固定位置處之一傾向(由於密度匹配)來到達該表面。

有利的係，監視裝置與該分送器可以係配置於該表面之相反側上，以避免藉由該第一流體與該第二流體之間的一彎月面之效應(此係在從與分送該第一流體相同之側監視時發生)而造成該監視之任何失真。另外，從與分送相同之側進行監視使得難以觀察在該表面上施加該第一流體之點(此係有效監視之需要)。因此，在該分送器係配置於該表面下方的情況下，該監視裝置係配置於該表面上方。在該表面係透明之情況下，可藉由透過在該表面上該第一流體之表面提供進行觀察來實施監視。此外，在該監視裝置係配置於該表面上方之情況下，與在該裝置係定位於該表面下方的情況下而尤其係在該裝置係定位於該表面與製造裝置的部分之間(例如，作為稍後說明的第二流體之浴槽之一基底)的情況下相比，可更自由地三維移動該裝置而不受阻礙。

在本發明之較佳具體實施例中，該分送器借助於一不能與該第一流體混溶的另一流體來分送該第一流體。該另一流體可以係空氣而允許以一有效方式將該第一流體之一層施加於該表面上。

在本發明之其他具體實施例中，該方法包括在一第二表面上提供一第三流體，該方法包括：

e)提供該第二表面；

f)提供用於分送該第三流體之另一分送器；以及

g)將該第三流體分送成使得該第三流體在與該重力的方向相反之一方向上移動穿過該第二流體至該第二表面上。有利的係，本發明之方法可用於製造具有兩個或兩個以上可切換顯示層之電潤濕顯示器件。藉由使用本發明之方法來製造至少一顯示層，可將兩個分別裝配的顯示層接合在一起而無需翻轉該等顯示層之一層，此本係一不便且低效率的製造步驟。

在本發明之較佳具體實施例中，該方法包括使用監視裝置來監視在該表面上第一流體之一層的形成並控制該第一流體之分送以讓該層具備一預定厚度。此允許以一可控制的方式實施在該表面上該第一流體之提供。

在本發明之較佳具體實施例中，本發明之方法經調適用於一用於製造該電潤濕器件之捲軸式(roll-to-roll)製程。捲軸式製程可用於大批量且低成本地簡單而高效率製造電潤濕器件。捲軸式處理之性質(另稱為腹板處理)意味著可連續實行器件裝配步驟而無需減緩或停止該製程來實行各步驟。可使用十分適用於捲軸式處理之層狀及/或撓性材料來裝配電潤濕器件。因此，本發明之方法完全相容於捲軸式製程，從而使得能夠以一高效率的方式製造電潤濕器件。

在隨附申請專利範圍中定義本發明之其他態樣。

從參考附圖僅藉由範例所提供的以下本發明之較佳具體實施例之說明中可明白本發明之另外特徵與優點。

圖1示意性顯示使用本發明之分送方法製造之一電潤濕顯示器件之一系列電潤濕元件的一斷面。該系列元件係顯示為與一表面(第一流體之一層係形成於其上，稍後將說明)之方位相比而反轉。一第一基板2具備電極4(作為一薄膜導體沈積於一基板上)。每一電極係連接至一信號線6來提供一電壓。該等電極係藉由一非晶系氟聚合物(例如AF1600)之一薄疏水層8來覆蓋。一薄親水層10(例如SU8)之一圖案分割在該等親水第二區域10之間的疏水第一區域12中之該基板的表面。該親水層係疏水性較小(即，親水性大於該薄疏水層8)之一材料。因此，儘管本文使用術語親水，但該親水層可展現疏水特性。換言之，該疏水層針對該第一流體具更大的可潤濕性而該親水層針對該第二流體具更大的可潤濕性。在此範例中，該等第一區域之大小約為20平方微米至500平方微米(例如，160平方微米)，而該等第二區域具有約1微米至50微米(例如，10微米)之一寬度與約3微米至6微米之一高度。該第一基板2(在頂部上具備該電極4、該疏水8與該親水層10)經受使用油作為該第一流體、水作為該第二流體而空氣作為另一流體之依據本發明的分送方法。在其他具體實施例中可使用流體之另一組合。下面將詳細說明該分送方法。在實施該分送方法後，該等第一區域12係藉由具有一介於3微米與6微米之間(例如5微米)的厚度之一油層14來均勻覆蓋。該油層之厚度至少部分係由該等第二區域之高度來決定，因為該高度決定在該等第二區域上之該第一流體與該第二流體之間的一界面所箝制之位置。該等第二區域10與該油層14係藉由水16來覆蓋。水可含有鹽或其他添加劑以增加其導電性及/或加大用於器件操作之溫度窗。在該分送方法期間使用之第二流體(在此範例中係水)較佳的係在包括該基板之產品中使用之相同流體，其避免在該分送方法執行後將該第二流體改變為另一流體。一第二基板18在該第一與第二基板之間形成一封閉空間。一密封件(圖1中未繪示)係提供於該第一基板2與該第二基板18之間以將該第一基板2與該第二基板18彼此分離，並用以形成該封閉空間。此一密封件可以係圍繞該顯示器件之一周邊而提供。因此，該密封件決定該第一基板與該第二基板之間的一距離，並界定該器件之一顯示區域。

該親水層10之圖案定義在該油層14所受限於的基板上之元件。每一元件具有一電極4。連接至一信號線之另一電極17係與水16接觸，而形成用於複數個元件之一共同電極。當一電壓係施加於一元件的共同電極17與電極4之間時，在該元件中的油層14移動至一元件之側或解體而該第一表面將至少部分係藉由水16覆蓋。在國際專利申請案第WO 03/071346號中更全面地說明此所謂電潤濕效應。當油及/或水具有針對光的吸收、反射及/或透射之特定光學屬性時，該元件可作為在(例如)一顯示器中之一光閥來操作。

該等電潤濕元件可以係用在一顯示裝置中，在此顯示裝置中複數個電潤濕元件形成一顯示器件。在該裝置中之一顯示驅動系統提供用於將該等元件設定於所需狀態之電壓。

圖2示意性顯示用於使用一捲軸式製程來製造電潤濕器件之一裝置。該捲軸式製程係涉及使用一系列輥子來饋送、處理各組件層並將其裝配在一起之一連續製程。可在室溫及大氣壓力下實施該製程。在此範例中，所裝配之器件係使用圖1繪示之器件。

欲在下面說明的器件之各組件層類似於圖1所說明的器件之各零件，且在本文中將使用以100遞增之相同參考數字來表示；亦將採用對應的說明來應用於此。在此範例中，該器件之每一組件層係提供於一單獨的輥子R1上。但是，在其他具體實施例中，該等組件層之至少兩層可以係彼此鄰接，且係提供於一輥子上。該等組件層係在該製程的各步驟之間圍繞其他輥子R2來饋送並操控。圖2使用箭頭來指示該等輥子R1、R2的每一者之旋轉方向。可以在(例如)每秒約0.1至100毫米而較佳的係每秒0.5至5毫米的範圍內之一速度經由該捲軸式製程來饋送該等層。

現將針對器件製造來說明該等組件層之細節。假定在該製程期間使用輥子來提供並操控該等層，則每一層具適當的撓性及強固性以避免受該等輥子損壞。該等組件層之至少一層可經打孔具有沿該層的兩個相反側之每一側向下之一系列凹口，每一凹口係用於與圍繞該層所圍繞經過之一輥子之每一端之周邊的一系列突伸部分配合。使用此凹口與突伸部分配置，可將在敏感且易於受損之一組件層之一作用區域與該輥子之表面之間的接觸減小以最小化對該作用區域之損壞。可結合使用一經修改的輥子，例如使得藉由該等凹口及突伸部分將該組件層擱置於該輥子上。另外，可適當定位該等輥子以避免該等層之敏感區域接觸到該等輥子。此外，可避免一組件層在一輥子上之滑動。

第一基板102與第二基板118係該器件之組件層且可以係由(例如)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸(PES)或聚醯亞胺(PI)形成。若欲製造之顯示器係一反射性顯示器，則該第一基板102可以係一反射性基板。電極104係作為一組件層來提供，且可以係由聚(3,4-二氧乙基賽吩)(PEDOT)或碳奈米管(其係已依據該等電極104之所需圖案來印刷)來形成。電潤濕器件(例如圖1所示者)作為一電容器來操作。電極材料因此需具有極高的導電性，即該材料可具有一高歐姆電阻。因此，設計時可更自由地選擇一合適的電極材料及/或該材料之處理方法來用於捲軸式處理。此一電極層可以(例如)係用於製造一直接驅動類型的電潤濕顯示器件。為在該等基板之一基板上提供一更複雜的電極圖案，例如為用於製造一主動矩陣類型的顯示器件，可使用藉由(例如Polymer Vision^TM 或Plastic Logic^TM )製造之分層式結構。可使用一印刷方法(例如在捲軸式處理中的凹版印刷，類似於撓性版印刷、平板技術)來製造該疏水層108。可(例如)使用一印刷、壓印、層壓或微影技術來形成像素壁110之組件層。在壓印之情況下，可提供一像素壁材料作為一薄片並讓其經過一具有一壓印圖案的輥子之上以便藉由所需像素壁圖案來衝壓該像素壁材料。像素壁之印刷可以係一網版印刷方法。一密封層20可以係提供於一輥子R1上。在其他具體實施例中，該密封層可以係與另一組件層(例如，與該像素壁層)組合為一層。還可將該疏水層及該等像素壁層提供為一組合層，例如藉由壓印一疏水材料。

該第一基板102、該電極層104、包括該等疏水第一區域之疏水層108、該像素壁層110及該密封層20(各係一單獨的組件層)係從該等輥子R1、經由其他輥子R2饋送(而在此具體實施例中該第一基板102係最上部層)，且係使用對齊及耦合裝置22來彼此對齊並耦合。可使用一載體藉由該等輥子來操控該等組件層，或可將該等組件層擱置於輥子之間。該對齊可使用一機械或一光學技術。可使用一機械技術(例如使用接針或導軌)來進行(例如)+/-0.1毫米之一低解析度對齊。針對(例如)+/-5微米之一更高解析度對齊，例如針對與一電極圖案的像素壁對齊或針對在該器件中之一可選彩色濾光層的對齊，可能需要一光學技術。光學對齊可在所處理的層區域之邊緣使用標記；此等標記可能(例如)提供於該電極層中，且可以係在器件裝配的最後階段移除。

繼對齊之後，同時將該等層彼此耦合。耦合可以係一層壓製程，其可使用黏合劑將該等組件層彼此接合。在該對齊及耦合之前，作為在該捲軸式製程中之另一步驟，可將該黏合劑提供於該等組件層上。或者，可替代地在已經施加該黏合劑之情況下將該等組件層提供於輥子R1上，受一剝離層之保護，該剝離層係在該等層的對齊及耦合之前於該捲軸式製程期間移除。耦合係在適當條件下實行以實現該等層之間的有效接合，例如，在室溫下並在大氣壓力下。可在耦合期間向該等層之部分施加局部加熱及壓力。該黏合劑可以係可固化，以形成一合適的接合。

在耦合後，將使用分送裝置23將該第一流體之一層分送以在該等疏水第一區域112之表面上形成該第一流體之一層。針對此分送，將耦合層21浸泡於保存於一浴槽26中的第二流體116之一體積中，並在分送該第一流體之同時將其移動於該分送裝置之上。稍後將詳細說明該分送。

可視需要地使用諸如一輻射偵測器28及一輻射束源29之監視裝置來監視該第一流體之分送。在製造該器件時，重要的係該第一流體層具有一合適的厚度用於正確操作已完成的顯示器。在監視該分送時，可相應地使用來自該監視裝置之一監視信號來控制該第一流體之分送，以讓一第一流體層具備一預定厚度。例如，可控制在該分送裝置之上移動該等疏水第一區域的表面之速度或分送該第一流體114之速率。

例如藉由測量穿過在該等疏水第一區域的表面上形成的第一流體層之輻射之一強度來實施監視。該輻射束源29可以係針對正在製造之一反射性或一透射性顯示器件而分別配置於與該偵測器28相同或相反的表面之側上，以發射輻射穿過曾分送於該表面上之第一流體層。若該第一流體係著色，則該第一流體層吸收取決於該第一流體層的厚度之一比例的所發射輻射。該輻射偵測器28測量在穿過該第一流體層後之輻射強度。若該所偵測強度與指示一所需層厚度之一預定量的強度有偏差，則相應地控制該分送。在其他具體實施例中，該監視裝置可替代地包含用於成像該第一流體層的形成之一攝錄影機。對所捕獲影像之處理可用於控制該分送。

有利的係，監視自該等疏水第一區域的表面(作為該分送裝置經定位於其上之側)之一相反側之該第一流體層之形成。因此，由於該第一流體係從該表面下方分送，因此會自該表面之上實施該監視。此之所以有利，係由於其避免所監視的輻射或影像之失真及可能受到之阻擋，此係因該第一流體層與該第二流體層之間的一彎曲彎月面所導致。然而在替代性具體實施例中，可在該表面之下實施該監視，而該監視裝置的至少一部分之所需要的三維移動可能受(例如)浴槽26的基底之阻礙。

在該表面上分送該第一流體層後，可使用為獲得一預定的第一流體層厚度而與該表面相距一合適距離定位之一校平器(例如，一刮刀或刀片)來校平其厚度。在自該表面至介於該第一流體與該第二流體之間的一彎月面之一方向上、在自該表面之平面之一垂直方向上取該厚度。在欲使用圖3及4來說明之具體實施例中，該分送裝置可經調適用以形成此類校平。在諸如使用圖5來說明之其他具體實施例中，該校平器可以係與該分送裝置分離，並可在將該第一流體分送至該表面上後校平該第一流體。為精確地校平，適當控制相對於該校平器而移動該第一流體層之速度。

可因該表面針對該第二流體之低可潤濕性而在該疏水表面上截獲到氣袋。此類氣袋較佳的係在該器件之裝配期間移除。可使用下面使用圖3或4說明之分送裝置在分送該第一流體之同時實行此舉。或者，空氣移除可以係對分送之單獨製程，例如藉由在分送該第一流體前讓另一流體(例如空氣)之一小球沿該疏水表面經過以使得已截獲的氣袋與該空氣小球合併。亦可使用在一未經空氣飽和的流體中對空氣之音波處理或溶解。下面說明，在使用圖5a、5b及5c時之分送器可在分送之前施加單獨的空氣移除。

一旦已分送該第一流體層，便藉由輥子R2將該等耦合層21饋送至另一對齊及耦合裝置30用以與該第二基板對齊並耦合。該第二基板118係經由輥子R1、R2饋送至該另一對齊及耦合裝置30。該另一對齊及耦合裝置30使用類似於先前針對該對齊及耦合裝置22所說明者類似之對齊及耦合技術，將該第二基板與該等耦合層21對齊並使用一密封材料(例如一黏合劑)將其耦合在一起。在該第二基板118與該等耦合層21係耦合在一起時將其浸泡於該第二流體116中。此促進簡單地填充藉由該第二流體116製造的器件之封閉空間，而不會將空氣引入至該封閉空間內。

在該進一步對齊與耦合後，將現包括該第二基板118之耦合層21從該浴槽26撤回。為完成該電潤濕器件之製造，可使用合適的裝置32來實行各種其他製造步驟；例如向該器件施加積體電路(例如用於驅動該器件的操作之組件)，以及安裝信號線及共同電極，將該等耦合層21切割成片段以形成多個電潤濕器件，並將該等耦合層21修整成移除用於製造的各層之任何不需要用於最終器件的部分，例如在該等組件層(例如該等基板)之任何層之側處的凹口。

現將使用圖3來說明該第一流體之分送。將使用以200遞增之相同參考數字來表示與使用圖1說明的裝置之特徵類似之特徵；亦將採用對應的說明來應用於此。

圖3以斷面顯示用於提供本發明之方法的分送裝置之一具體實施例。該分送裝置包含用於在該薄疏水層之一表面36並因此在圖2所示之耦合層21之疏水區域上提供該第一流體214之一分送器34。該等耦合層21可包括複數個此類表面，每一表面係一第一疏水區域。在向該分送器34施加該第一流體層之前該分送器34係配置於該表面36之下，該表面36在此具體實施例中係浸泡於該第二流體中並藉由該第二流體來覆蓋。該分送器34係採用一注射器針38之形式，其具有一中心通道40，而該表面36係在上述捲軸式製程期間在一方向42上移動於該分送器34(其具有一固定位置)之上。此方向42位於實質上係平面的表面36之一平面內。該第一流體214係經由該通道40供應。該針具有一開口44，該開口44在操作中係位於該第二流體216內及該表面36之下。另一流體45之位置係部分在該通道40內而部分介於開口44與該表面36之間。該另一流體不可與該第一流體混溶而在該開口44與該表面36之間形成一小球46。該小球46可局部鄰接該表面36。

該第一流體214作為一相對較薄的層沿在該第一流體214與該另一流體45之間的界面50從該注射器38向該表面36移動，其在該表面36安定為一層51。在該第二流體216與該第一流體214之間的一引導界面52推動該第二流體離開並將其替換為該第一流體。在該分送器經過後保持於該表面之一區域上的該層51之厚度取決於多個因素，其中包括該開口44之寬度、其形狀、該分送器之移動速度、該開口44與該表面36之間的距離、該等流體之黏度及該小球之大小、第一及另一流體之量、各種界面之界面張力及化學對比度(即，流體的各種組合與該表面及該分送器之間的疏水性差異)。藉由自該表面之下分送，該表面輔助在分送期間及其後自第一流體及另一流體的體積之上穩定。此一優點適用於稍後說明之其他具體實施例。

該第一流體214可以係非極性，例如一烷烴(例如十六烷)或一油(例如一氫碳油)，而在此具體實施例中係一聚矽氧油。該第二流體216可以係不能與該第一流體混溶之任何流體。該第二流體可以係極性或導電性，此在藉由該第一及第二流體覆蓋的第一基板之某些應用中有用。所示之具體實施例使用水作為第二流體。該另一流體45可有利地與該第一流體及該第二流體兩者混溶以穩定該小球。該另一流體可以係一氣體，例如空氣、氮或氬。此具體實施例使用空氣作為另一流體。可使用之其他可混溶流體係氟碳及液體金屬(例如水銀)。

若該表面針對該第一流體具有比針對該第二流體更大之一可潤濕性，則將促進該第一流體在該表面上之沈積。在所示具體實施例中，該表面係一疏水層，例如一非晶系氟聚合物(例如AF1600)。該疏水層增加該油黏附於該表面而抵制水之傾向。

可藉由以下後續步驟來實現如圖3所示之另一流體的施加：藉由該第一流體來填充該注射器，將一數量的空氣拖曳至該注射器內，將該注射器插入至該第二流體216之層內，以及將空氣推出該注射器。該小球之大小係由該注射器內的空氣量與該等第一及第二流體之屬性決定。可將該注射器替換為填充有第一液體之一貯存器及用於分送所需量的第一流體之一幫浦機構。

在使用分送器34來分送該第一流體期間，在該分送器與該表面之間的空氣小球將與任何已截獲的氣袋合併，從而將該氣袋從該疏水區域之表面釋放並使得整個區域可用於該第一流體。當該分送器移動於該表面之上時，該小球作為用於已截獲的氣袋之一清潔器而操作。

在本發明之此具體實施例及使用圖4、5a、5b及5c說明之該些具體實施例中，該第一流體具有比該第二流體更低之一密度。該第一流體與該第二流體的密度之間的差可以(例如)係至少約每立方公分0.01克而較佳的係至少約每立方公分0.05克或更大。若該第一流體與該第二流體的密度之間的差增加，則該第一流體上升穿過該第二流體以接觸該表面之傾向增加。因此，(例如)每立方公分約0.35克或更大之一高密度差可能較佳。但是，該密度差應當係選擇成不會對所完成器件之操作造成不利影響。可使用添加劑來調諧該等第一及第二流體之密度。例如，作為水之第二流體可使用鹽來調整其密度，而可具有大於每立方公分1克而在某些範例中大於每立方公分1.1克之一密度。假定該第一流體具有低於該第二流體之一密度，該第一流體一旦經分送便在與重力的方向相反之一方向上朝該表面移動直至其接觸該表面。換言之，該第一流體上升穿過該第二流體以到達該表面，而該表面係配置於該第二流體之體積內。在接觸該表面後，該第一流體即潤濕該表面以形成鄰接該表面的第一流體之一層。此係借助於該表面之疏水性。

圖4顯示依據本發明之另一具體實施例之分送裝置，其具有用於經由該第二流體水向該疏水表面上且借助於另一流體空氣來提供該第一流體油的一層之一伸長的分送器。將使用以300遞增之相同參考數字來說明與先前所說明特徵類似之特徵，亦將採用對應的說明來應用於此。

圖4顯示經由一分送器55及耦合層321之一切口。該分送器可以係在短側藉由兩個垂直壁來封閉。該分送器55具有一U形，而其開口56面對表面336。該開口係在第二流體316的表面之下。圖中未顯示該第二流體與環境之間的界面。該分送器具有一採用一管58之形式的第一輸入用於將該油饋送至該分送器內與一採用一管60之形式的第二輸入用於控制該空氣。一長分送器可具有兩個或兩個以上第一輸入及/或第二輸入，其係以該分送器的長度來規則地間隔以改良對該等流體之控制。該空氣形成藉由一油層314圍繞之一伸長的小球62。該開口56之寬度較佳的係小於10mm，例如2mm。當該開口比10mm更寬時，油傾向於從該開口逃逸並在水中向上移動。該開口在該表面之上的距離較佳的係小於2mm，而在一特殊具體實施例中係0.1mm。在該開口與該表面之間的一小距離促進藉由該第一流體經由毛細管力來填充該分送器。

該分送器具有在內側壁64及在與該開口56鄰接的壁部分66上之一疏水表面。該疏水特性將該油箝制於該分送器。該分送器之外部壁68(至少部分係與水鄰接)係親水以避免受到油的污染。該分送器可由略具疏水性的PMMA製成。此材料具有一高接觸角度磁滯現象之優點，此改良該油之位置穩定性。此一材料可以係藉由簡單地控制油/水界面移動之方向而藉由油或水潤濕；在該分送器之拐角處的界面箝制添加此效應之效用。儘管圖中的第一流體箝制於該壁部分的兩個外部邊緣上，但其亦可以箝制於該壁部分之兩個內部邊緣上。磁滯現象表示在流體邊界之前進與後退運動後接觸角度之差異。

在該沈積製程期間，該等耦合層321係在實質上垂直於該開口56的長軸之一方向70上移動，從而在表面336之上於水與油之間移動一引導界面72。在此具體實施例中該表面係對應於疏水區域74之一圖案的複數個表面之一表面，該等疏水區域74之每一者可以係一第一區域或第一區域與第二區域之一子圖案。例如，每一子圖案可以係針對一顯示器件，而兩個或兩個以上顯示器件係在平行於該分送器的長軸之一方向上配置於該表面上。此外，一圖案或子圖案可具有向一觀察者傳達一意義之一形狀，例如一圖標。可將此一子圖案與另一子圖案組合用於一顯示功能，其一起提供一招牌功能。在一顯示器件中，該圖案或子圖案可能係可作為一共同顯示元件來切換或者係永久(即，不可切換)。在另一具體實施例中，此一圖案或子圖案提供一裝飾效應，例如用於增強檢視者體驗。

該開口之長度實質上係與平行於該開口的長軸之圖案之尺寸相同或比其更大。該長度應至少大得令在該小球62的邊界處造成的任何沈積不規則發生於該圖案之外側。該開口之長度可實質上等於在垂直於掃描方向的方向上該表面之大小。介於該等區域74之間的區域73較佳的係親水，例如，藉由SU8來覆蓋，以避免在該表面之此區域中油的沈積；此類似於使用圖1所說明之親水區域。

在圖4所示裝置之具體實施例中，油314之引導界面72平行於在該等第一區域與該等第二區域之間的界線76而行。由於油不需鄰接第二區域，因此在該分送器之下的油之形狀係沿自疏水至親水區域之接觸線而受干擾。該油在該等界線上之箝制在該分送器移動於該表面之上期間導致一黏滑運動，此可產生一條狀已沈積油層。

圖5a、5b及5c示意性顯示依據本發明之另一具體實施例用於分送該第一流體之一替代的分送器以及在一系列此類表面之一目標疏水表面TS上之第一流體層的形成。為簡潔起見而繪示該等耦合層之僅一部分。特徵係類似於先前所說明之特徵，且本文及圖5a、5b及5c中將使用以400遞增的相同參考數字來表示；亦將採用對應的說明來應用於此。

此具體實施例之分送器係固定於第二流體416的浴槽426中之一管80。該分送器具有一開口82，該開口82係面朝上，朝在位於該等耦合層421的平面內之方向442上於該分送器之上經過(類似於使用圖3或4所說明之該等耦合層在該分送器之上的經過)的耦合層421。該分送器係連接至一第一流體供應器，為簡潔起見而未繪示。

參考圖5a，該目標表面TS尚未受該第一流體之一層覆蓋。在經過方向442上在該目標表面TS之前更遠處的對應表面已經受該第一流體414之一層的覆蓋。在該目標表面TS之後(即，在與該經過方向442相反之一方向上)更遠處的對應表面不受該第一流體414之覆蓋。該分送器80經由該開口82將第一流體414以小滴84之形式分送至該第二流體416中。可與該開口82的大小及形狀與供應至該分送器80的第一流體之一流動速率不相依地控制該等小滴之體積。該分送器與該目標表面TS之間的一距離係依據在該分送器之上該等耦合層421之經過速度而預定，以至於第一流體之小滴正確地上升而接觸且潤濕該目標表面TS及每一相繼的目標表面。

圖5b中，第一流體之小滴84已上升穿過該第二流體416以接觸並開始潤濕該目標表面TS。另一小滴85係分送用於潤濕欲在該目標表面TS後於該分送器之上經過之表面。圖5c中，該小滴84已向外擴展已潤濕整個目標表面TS，而在第一流體之目標表面TS上形成一層86。該另一小滴85已接觸並開始潤濕下一表面，而同時已分送另一小滴88。

應將以上具體實施例理解為本發明之解說性範例。可構想本發明之其他具體實施例。例如，可使用替代性分送裝置來分送該第一流體。上面已使用圖3及4來說明分送器之具體實施例。GB專利申請案第0707201.0號中說明此類分送器及可依據本發明使用之其他具體實施例的其他細節，其內容係以引用的方式併入於此。另外，上面使用圖5所說明之分送器可替代地將該第一流體分送為單獨小滴、將該第一流體分送為一連續流。在替代性具體實施例中，可藉由該分送裝置將該第一流體放置成與該表面緊接或直接接觸，用於在與重力相反之方向上分送該第一流體。此與該分送裝置遠離該表面分送第一流體之其他具體實施例形成對比。該分送裝置亦可在分送期間接觸該表面。在其他具體實施例中，可能需要藉由著不同色彩的第一流體來覆蓋不同的目標表面。此可以係藉由提供複數個分送器來實現，每一分送器(例如)係類似於使用圖5a所說明者，用於分送一不同色彩之第一流體並相應地控制該等著不同色彩的流體之分送。亦可使用載有著不同色彩的第一流體之一噴墨型的分送器來分送著不同色彩之第一流體。在其他具體實施例中，該分送裝置可以係定位於該第二流體之外側且經配置用於將第一流體分送至該第二流體內，該第一流體接著朝該表面移動。

上述具體實施例係關於該第一流體之分送，其中該第一流體具有比該第二流體更低之一密度。在本發明之其他具體實施例中，該第一流體與該第二流體可具有實質上彼此相等之密度。此可以係藉由使用添加劑來調諧該等流體之密度來實現。在此類具體實施例中，該分送器可以經配置用於以一速度分送該第一流體以穿過該第二流體來接觸該表面。因此，可與該分送器及該表面之間的第二流體之體積相依地控制從該分送器(例如使用壓力)噴射該第一流體之力，以克服來自該第二流體之任何重力及拖曳力以及讓該第一流體保持於該第二流體中之一固定位置的一偏好。在一範例中，該分送器與該表面係彼此分離小於約5毫米(較佳的係2毫米或更小)之一距離。在其他所構想的具體實施例中，該第一流體之密度可大於該第二流體，而且可藉由如上所述在壓力下噴射該第一流體，或藉由與該表面接近地分送該第一流體以允許該表面疏水性向其吸引該第一流體，從而將該第一流體施加於該表面。

在本發明之其他具體實施例中，該分送器可經配置用於分送該第一流體之一混合物及進一步分送該第二流體之一混合物，例如作為一乳狀液。若該第一流體具有比該第二流體更低之一密度，則該第一流體會上升穿過該乳狀液以接觸並潤濕該表面，從而將該第一流體與該第二流體分離。在其他具體實施例中，該第一流體與該第二流體之密度可以係實質上匹配。接著，可適當地接近該表面來分送該乳狀液以使得該第一流體針對潤濕該疏水表面之優於該第二流體的親和性將吸引該第一流體來潤濕該表面，從而導致該第一流體及該第二流體與該乳狀液分離。

在上述製造該器件之該等方法中，該等組件層係在分送該第一流體之前同時耦合。替代的係，為開始該捲軸式製程，可在一輥子上提供預先耦合之組件層，以為在其上面分送該第一流體作準備。可(例如)藉由從該第一基板開始將每一層分離地疊加累積來產生已經耦合的層。可處理下部層以在上部產生相鄰層，例如藉由將一合適材料印刷於該下部層上。或者，該下一層可能係已經製造且可因此係簡單地層壓至該下部層。

已針對製造在該第一基板上具有一單一可切換顯示層之一顯示器件來說明使用本發明製造該電潤濕器件之方法。本發明對製造具有兩個或兩個以上可切換顯示層之一電潤濕顯示器件亦有利。圖6繪示具有兩個顯示層之一範例性顯示器件。本文及圖6中使用以500遞增之相同參考數字來表示類似於先前所說明特徵之特徵，而亦將採用對應的說明來應用於此。在第二基板518上提供一第二顯示層。該第二顯示層具有與在該第一基板上之第一顯示層類似之一構造，而因此包含電極90、一信號線92、一疏水層94、一親水層96及將該基板之表面分成疏水區域98的親水層之一圖案，該等特徵係類似於前面所說明的第一顯示層之對應特徵。一第三流體99之一層覆蓋每一疏水區域98，該第三流體不能與該第二流體混溶而具有與該第一流體類似且可能係相同之屬性。類似於該第一流體之切換，可使用電潤濕力來切換該第三流體。國際專利申請案第WO03/071346號中更全面地說明具有兩個或兩個以上顯示層的範例性電潤濕顯示器之細節。

為使用上述捲軸式製程來製造該兩個顯示層器件，如上所述使用圖2來製造該第一顯示層。可使用上面針對製造該第一顯示層所說明的方法之任何方法來分離地製造該第二顯示層。該等第一與第二顯示層可以係提供於相同的第二流體浴槽中，用於分離地分送該等第一與第三流體。分送該第三流體之方法包括：提供至少一第二表面(其係至少一疏水區域98)；提供用於分送該第三流體之另一分送器；以及將該第三流體分送成使得該第三流體接觸已在與該重力之一方向相反之一方向上移動穿過該第二流體的第二表面。

一旦已分離地製造該等第一與第二顯示層，則(例如)使用先前所說明之另一對齊及耦合裝置將其對齊並耦合在一起。較佳的係沿與該第二流體而非該第一流體交叉之一平面，例如在介於該第一基板與該第二基板之間的大致中點之一平面處將該等第一與第二顯示層耦合在一起。替代的係，可使用一耐油密封材料來沿與該第一或該第三流體的層交叉之一平面耦合該等第一與第二顯示層。可在分送該等第一及第三流體之前或之後施加該密封材料。

藉由採用與圖2針對該一顯示層及該第二基板所示者類似之一方式，自該等耦合層之下分送該等第一及第三流體並接著使用輥子來操控該等第一及第二顯示層而因此將其沿一大致垂直的平面耦合，無需將所製造的顯示層之一者翻轉經歷180°，此係可能導致所製造顯示器受損壞之一低效率而困難的策略。

吾等構想，可有利地使用本發明來類似於所述第一及第二顯示層使用一捲軸式製程製造具有兩個以上可切換顯示層之顯示器件。

可使用來自上面針對該電潤濕器件的製造所說明材料及/或組件層之替代材料及/或組件層。針對捲軸式製程，吾等構想可使用具撓性且層狀而因此適用於藉由輥子來操控之任何材料或組件層。例如，對於採用一背光之一電潤濕顯示器件，該背光可以係在已將該第二基板耦合至該顯示層後，於最後裝配階段期間附接至該顯示器件。或者，可提供一背光層作為用於與上述其他組件層耦合之一組件層。此一撓性背光層之範例包括一有機發光二極體(OLED)或使用聚合光導之更習用的架構。可藉由捲軸式處理將來自所述組件層之額外組件層包括於該器件中，例如彩色濾光層。

至此，已在一捲軸式製程之背景下說明涉及本發明之方法的製造一顯示器件之方法，且其包括針對該背景之調適。本發明不限於用在一捲軸式類型製程中，而可經調適用於其他製程。例如，可藉由在施加該第二基板前，逐步地在該下部層之頂部上施加每一組件層或該等組件層之一組合，或將該下部層處理為形成上部層並接著翻轉所得之耦合層，以至於可使用本發明之方法將該第一流體施加至該疏水表面，來製造一電潤濕顯示器件而無需採用輥子。或者，替代地可使用本發明之方法來製造該等可切換顯示層之一者，而可使用自上部分送該第一流體之一方法來製造該第二顯示層。

在使用本發明之非捲軸式製程中，該等耦合層可往返經過該分送裝置之上，而非在一方向上連續經過該分送裝置之上。實際上，對於藉由填充於比所需厚度更薄的層之部分中並讓該層之較厚部分變平滑來校平向該等疏水表面施加的第一流體層而言，此可能有利。

上面已說明用於使用處在該等耦合層之下的一固定位置而過頂經過的分送裝置來分送該第一及第三流體之方法。在此類具體實施例中，可替代地經由該浴槽之一開口來提供該分送裝置。在替代性具體實施例中，該等耦合層可以係固定，而該分送裝置可沿下方經過以分送該第一及/或第三流體。

應明白，關於任一具體實施例所說明之任何特徵均可單獨或與所說明之其他特徵組合使用，且亦可與該等具體實施例中任何其他具體實施例或該等具體實施例中任何其他具體實施例之任何組合之一或多個特徵組合使用。此外，亦可採用上文未說明的等效及修改方案而不背離隨附申請專利範圍中所定義的本發明之範疇。

2．．．第一基板

4．．．電極

6．．．信號線

8．．．薄疏水層

10．．．薄親水層/親水第二區域

12．．．疏水第一區域

14．．．油層

16．．．水

17．．．另一電極

18．．．第二基板

20．．．密封層

21．．．耦合層

22．．．對齊及耦合裝置

23．．．分送裝置

26．．．浴槽

28．．．輻射偵測器

29．．．輻射束源

30．．．對齊及耦合裝置

32．．．裝置

34．．．分送器

36．．．薄疏水層之一表面

38．．．注射器針/注射器

40．．．中心通道

42．．．方向

44．．．開口

45．．．另一流體

46．．．小球

50．．．界面

51．．．層

52．．．引導界面

55．．．分送器

56．．．開口

58．．．管

60．．．管

62．．．小球

64．．．內側壁

66．．．壁部分

68．．．外部壁

72．．．引導界面

73．．．區域

74．．．疏水區域

76．．．界線

80．．．管

84．．．小滴

85．．．小滴

86．．．層

88．．．小滴

90．．．電極

92．．．信號線

94．．．疏水層

96．．．親水層

98．．．疏水區域

99．．．第三流體

102．．．第一基板

104．．．電極

108．．．疏水層

110．．．像素壁

116．．．第二流體

118．．．第二基板

214．．．第一流體

216．．．第二流體

314．．．油層

316．．．第二流體

321．．．耦合層

336．．．表面

414．．．第一流體

416．．．第二流體

421．．．耦合層

426．．．浴槽

518．．．第二基板

R1．．．輥子

R2．．．輥子

TS．．．目標表面

圖1示意性顯示使用本發明之方法製造之一電潤濕顯示器件；

圖2示意性顯示用於提供一使用本發明之方法製造一電潤濕器件的捲軸式方法之裝置；

圖3及4示意性顯示依據本發明之一具體實施例的一分送方法；

圖5a、5b及5c示意性顯示依據本發明之另一具體實施例的一分送方法；

圖6示意性顯示使用本發明之方法製造之一替代性電潤濕顯示器件。