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KR101237262B1 - 컬러 전기-광학 디스플레이 - Google Patents

컬러 전기-광학 디스플레이 Download PDF

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KR101237262B1
KR101237262B1 KR1020097005508A KR20097005508A KR101237262B1 KR 101237262 B1 KR101237262 B1 KR 101237262B1 KR 1020097005508 A KR1020097005508 A KR 1020097005508A KR 20097005508 A KR20097005508 A KR 20097005508A KR 101237262 B1 KR101237262 B1 KR 101237262B1
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KR
South Korea
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electro
layer
optical
display
electrophoretic
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토마스 에이치 화이트사이드스
앤드류 와이 올레슨
가이 엠 대너
주니어 리차드 제이 파올리니
찰스 하위 허니맨
Original Assignee
이 잉크 코포레이션
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Abstract

전기-광학 재료 (12) 의 층, 접착층 또는 보호층의 일 표면상에 복수의 컬러 영역들 (22R, 22G, 22B) 을 잉크젯 프린팅함으로써 전기-광학 디스플레이에 컬러 필터 어레이가 제공된다. 다른 방법으로, 잉크젯 프린팅은, 전기-광학 디스플레이를 생성하는데 사용되는 다양한 서브-어셈블리에서의 동일한 층상에서 달성될 수도 있다.
컬러 전기-광학 디스플레이, 컬러 필터 어레이, 전기-광학 재료층

Description

컬러 전기-광학 디스플레이{COLOR ELECTRO-OPTIC DISPLAYS}
본 출원은,
(a) 미국 특허 공개 공보 제 2007/0109219호
(b) 미국 특허 제 6,982,178호
(c) 미국 특허 제 7,236,292호
(d) 미국 특허 공개 공보 제 2004/0155857호
(e) 미국 특허 제 7,110,164호
(f) 미국 특허 제 6,864,875호; 및
(g) 미국 특허 제 7,075,502호에 관련된다.
본 발명은 컬러 전기-광학 디스플레이 및 그의 제조를 위한 프로세스에 관한 것이다. 본 발명은, 전기-광학 매체가 내부의 액체- 또는 가스-충진된 공간을 가질 수도 있거나, 종종 갖지만, 그 전기-광학 매체가 고체 외부 표면을 갖는다는 의미에서, 고체인 전기-광학 매체를 포함하는 그러한 디스플레이 (이하, 그러한 디스플레이는 편의상 "고체 전기-광학 디스플레이" 로서 지칭될 수도 있다) 및 프로세스, 및 그러한 전기-광학 매체를 사용하여 디스플레이를 어셈블리하는 방법에 관한 것이다. 따라서, "고체 전기-광학 디스플레이" 라는 용어는 후술될 캡슐화된 전기영동 디스플레이 (electrophoretic display) 및 다른 타입의 디스플레이들 을 포함한다.
전기-광학 디스플레이에 관한 기술분야의 배경 용어 및 상태는, 판독자가 추가적인 정보를 위해 참조하는 전술한 특허들 및 출원들에서 상세히 설명된다. 따라서, 그 기술분야의 이러한 용어 및 상태는 아래에서 간단하게 요약될 것이다.
재료 또는 디스플레이에 적용되는 바와 같은 "전기-광학" 이라는 용어는, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태를 갖는 재료를 지칭하기 위해 이미징 분야에서의 그의 통상적인 의미로 여기에서 사용되며, 그 재료는 그 재료에 전계를 인가함으로써 그의 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로 변경된다.
"쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성" 이라는 용어는 당업계에서의 그들의 통상적인 의미로 여기에서 사용되어, 적어도 하나의 광학 특성에서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태를 갖는 디스플레이 엘리먼트를 포함하며, 유한한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해 임의의 소정의 엘리먼트가 그의 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나의 상태를 취하도록 구동된 후, 어드레싱 펄스가 종료된 이후에, 그 상태가 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변경시키는데 요구되는 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 여러 배, 예를 들어, 적어도 4배 동안 지속할 디스플레이를 지칭한다.
예를 들어, 여러 타입의 전기-광학 디스플레이가 공지되어 있다.
(a) 회전 이색성 멤버 디스플레이 (rotating bichromal member display) (예 를 들어, 미국 특허 제 5,808,783호; 제 5,777,782호; 제 5,760,761호; 제 6,054,071호; 제 6,055,091호; 제 6,097,531호; 제 6,128,124호; 제 6,137,467호; 및 제 6,147,791호를 참조);
(b) 일렉트로크로믹 (electrochromic) 디스플레이 (예를 들어, O'Regan, B., 등의 1991년 Nature지 353, 737; Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (2002년 3월); Bach, U., 등의 Adv. Mater., 2002, 14(11), 845; 및 미국 특허 제 6,301,038호; 6,870,657호; 및 6,950,220호를 참조)
(c) 전기-습윤 (electro-wetting) 디스플레이 (Hayes, R.A., 등의 "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (2003년 9월 25일) 및 미국 특허 공개 공보 제 2005/0151709호를 참조)
(d) 복수의 대전된 입자들이 전계의 영향하에서 유체를 관통하여 이동하는 입자-기반 전기영동 디스플레이 (미국 특허 제 5,930,026호; 제5,961,804호; 제6,017,584호; 제 6,067,185호; 제 6,118,426호; 제 6,120,588호; 제 6,120,839호; 제 6,124,851호; 제 6,130,773호; 제 6,130,774호; 미국 특허 공개 공보 제 2002/0060321호; 제 2002/0090980호; 제 2003/0011560호; 제 2003/0102858호; 제 2003/0151702호; 제 2003/0222315호; 제 2004/0014265호; 제 2004/0075634호; 제 2004/0094422호; 제 2004/0105036호; 제 2005/0062714호; 및 제 2005/0270261호; 및 국제 특허 공개 공보 WO 00/38000호; WO 00/36560호; WO 00/67110호; 및 WO 01/07961호; 및 유럽 특허 제 1,099,207 B1; 및 제 1,145,072 B1; 및 상술된 미국 특허 제 7,012,600호에서 설명된 다른 MIT 및 E 잉크 특허 및 출원을 참조)
전기영동 매체의 여러 상이한 변형이 존재한다. 전기영동 매체는 액체 또는 가스 유체를 사용할 수 있으며, 가스 유체에 대하여, 예를 들어, 2001 년 IDW Japan, Paper HCS1-1 의 Kitamura, T., 등의 "Electrical toner movement for electronic paper-like display" 및 2001년 IDW Japan, Paper AMD4-4의 Yamaguchi, Y.,등의 "Toner display using insulative particles charged triboelectrically"; 미국 특허 공개 공보 제 2005/0001810호; 유럽 특허 출원 제 1,462,847호; 제 1,482,354호; 제 1,484,635호; 제 1,500,971호; 제 1,501,194호; 제 1,536,271호; 제 1,542,067호; 제 1,577,702호; 제 1,577,703호; 및 제1,598,694호; 및 국제 출원 WO 2004/090626호; WO 2004/079442호; 및 WO 2004/001498호를 참조한다. 다수의 작은 캡슐들을 포함하는 그 매체는 캡슐화될 수도 있으며, 그 작은 캡슐들 각각은 액체 서스펜딩 매체에 서스펜드된 전기영동적-이동성 입자들을 포함하는 내부 페이즈 (phase) 를 포함하고, 그 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 그 캡슐들은 폴리머 바인더 내에 자체적으로 고정되어 2개의 전극 사이에 위치된 코히어런트 (coherent) 층을 형성하며, 전술한 MIT 및 E 잉크 특허들 및 출원들을 참조한다. 다른 방법으로, 캡슐화된 전기영동 매체에서 별개의 마이크로캡슐들을 둘러싼 벽들은, 연속 페이즈에 의해 대체될 수도 있으며, 따라서, 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 개별 드롭렛 (droplet) 및 폴리머형 물질의 연속 페이즈를 포함하는 소위 폴리머-분산형 (polymer-dispersed) 전기영동 디스플레이를 생성하며, 예를 들어, 미국 특허 제 6,866,760호를 참조한다. 본 출원의 목적을 위해, 그러한 폴리머-분산형 전기영동 매체는 캡슐화된 전기영동 매 체의 하위종으로서 간주된다. 또 다른 변형은, 대전된 입자 및 유체가 통상적으로 폴리머형 막인 캐리어 매체내에 형성되는 복수의 캐비티 (cavity) 내에 유지되는 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이며, 예를 들어, 미국 특허 제 6,672,921호 및 제 6,788,449호를 참조한다.
전기영동 매체는, 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 다른 하나가 광-투과성 (light-transmissive) 인 "셔터 모드" 로 동작할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 6,130,774호 및 제 6,172,798호, 및 미국 특허 제 5,872,552호; 제 6,144,361호; 제 6,271,823호; 제 6,225,971호; 및 제 6,184,856호를 참조한다. 유전영동 (dielectrophoretic) 디스플레이가 유사한 모드로 동작할 수 있으며, 미국 특허 제 4,418,346호를 참조한다. 또한, 다른 타입의 전기-광학 디스플레이들이 셔터 모드로 동작할 수 있을 수도 있다.
예를 들어, 캡슐화된 액정 매체인 다른 타입의 전기-광학 매체가 본 발명의 방법에서 또한 사용될 수도 있다.
일반적으로, 전기영동 디스플레이는 전기영동 재료의 층, 및 그 전기영동 매체의 대향측 상에 배치된 적어도 2개의 다른 층들을 포함하며, 그 2개의 층들 중 하나는 전극층이다. 대부분의 그러한 디스플레이에서, 양자의 층들은 전극층이며, 그 전극층들 중 하나 또는 그 양자는 디스플레이의 픽셀들을 정의하도록 패터닝된다. 예를 들어, 하나의 전극층은 연장된 행 전극으로 패터닝되고, 다른 전극층은 그 행 전극에 대해 직각으로 이동하는 연장된 열 전극으로 패터닝되며, 픽셀들은 그 행 및 열 전극들의 교점에 의해 정의된다. 다른 방법으로 및 좀 더 일반적으로, 하나의 전극층은 단일 연속 전극의 형태를 갖고, 다른 전극층은 픽셀 전극들의 매트릭스로 패터닝되며, 그 픽셀 전극들 각각은 디스플레이의 하나의 픽셀을 정의한다. 스타일러스, 프린트 헤드 또는 디스플레이로부터 분리된 유사한 이동가능 전극에 의한 사용에 의도되는 전기영동 디스플레이의 또 다른 타입에서, 전기영동 층에 인접한 층들 중 하나의 층만이 전극을 포함하며, 통상적으로, 전기영동 층의 대향측 상의 층은 이동가능 전극이 그 전기영동 층에 손상을 주는 것을 방지하도록 의도되는 보호층이다.
본질적으로, 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 필요한 다양한 층들의 라미네이션 (lamination) 에 대한 대부분의 종래 기술의 방법들은, 전기-광학 매체, 즉, 라미네이션 접착제 및 백플레인 (backplane) 이 최종 어셈블리 직전에 단지 합쳐지는 배치 (batch) 방법들이며, 대량 생산에 더 적합한 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
전술한 미국 특허 제 6,982,178호는 대량 생산에 매우 적합한 (입자-기반 전기영동 디스플레이를 포함하는) 고체 전기-광학 디스플레이를 어셈블리하는 방법을 설명한다. 본질적으로, 이러한 특허는, 순서대로, 광-투과성 전기-도전층; 그 전기-도전층과 전기적으로 접촉하는 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 릴리즈 시트 (release sheet) 를 포함하는 소위 "전면 라미네이트 (front plane laminate)" ("FPL") 를 설명한다. 통상적으로, 광-투과성 전기-도전층은 광-투과성 기판상에서 운반될 것이며, 그 광-투과성 기판은, 그 기판이 영구적인 변형없이 직경이 (즉) 10인치 (254mm) 인 드럼 주위에 수동적으로 감싸질 수 있다는 의미 에서 가요성인 것이 바람직하다. 이러한 특허에서 "광-투과성" 이라는 용어가 사용되며, 이에 따라 지정된 층이 그 층을 관측하는 관측자가 전기-도전층 및 (존재한다면) 인접한 기판을 통해 일반적으로 뷰잉될 전기-광학 매체의 디스플레이 상태에서의 변화를 관측할 수 있기에 충분한 광을 투과한다는 의미로 여기에서 사용된다. 기판은 통상적으로 폴리머막일 것이며, 일반적으로 약 1 내지 약 25mil (25 내지 634㎛), 바람직하게는 약 2 내지 약 10mil (51 내지 254㎛) 의 범위에서 두께를 갖는다. 편리하게, 전기-도전층은, 예를 들어, 알루미늄 또는 ITO의 얇은 금속층이거나, 도전성 폴리머일 수도 있다. 알루미늄 또는 ITO로 코팅된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 막은, 예를 들어, DE 웰링턴 소재의 E.I du pont de Nemours & Company 로부터의 "알루미늄 처리된 마일라 (aluminized Mylar)" ("Mylar" 은 등록 상표이다) 로서 상업적으로 입수가능하며, 그러한 상업적인 재료들은 전면 라미네이트에서의 양호한 결과로 사용될 수도 있다.
그러한 전면 라미네이트를 사용하는 전기-광학 디스플레이의 어셈블리는, 전면 라미네이트로부터 릴리즈 시트를 제거하고, 접착층으로 하여금 백플레인에 부착하게 하는데 효과적인 조건하에서 백플레인과 접착층을 접촉시키며, 그에 의해, 접착층, 전기-광학 매체의 층 및 전기-도전층을 백플레인에 고정시킴으로써 달성될 수도 있다. 이러한 프로세스는, 전면 라미네이트가 통상적으로 롤-투-롤 (roll-to-roll) 코팅 기술을 사용하여 대량 생산되고, 그 후, 특정 백플레인에 의한 사용을 위해 필요한 임의의 사이즈의 조각들로 절단될 수도 있으므로, 대량 생산에 매우 적합하다.
전술한 2004/0155857호는, 본질적으로 전술한 미국 특허 제 6,982,178호의 전면 라미네이트의 간략화된 버전인 소위 "더블 릴리즈 시트" 를 설명한다. 더블 릴리즈 시트의 일 형태는 2개의 접착층들 사이에 개재되는 고체 전기-광학 매체의 층을 포함하며, 그 접착층들 중 하나 또는 그 양자는 릴리즈 시트에 의해 커버링된다. 더블 릴리즈 시트의 또 다른 형태는 2개의 릴리즈 시트들 사이에 개재된 고체 전기-광학 매체의 층을 포함한다. 그 더블 릴리즈 막의 양 형태는 이미 설명된 전면 라미네이트로부터 전기-광학 디스플레이를 어셈블리하는 프로세스와 일반적으로 유사하지만 2개의 별개의 라미네이션을 포함하는 프로세스에서의 사용에 의도되며, 통상적으로, 제 1 라미네이션에서, 더블 릴리즈 시트는 전면 서브-어셈블리를 형성하기 위해 전면 전극에 라미네이트되고, 그 후, 제 2 라미네이션에서, 그 전면 서브-어셈블리는 최종 디스플레이를 형성하기 위해 백플레인에 라미네이트되지만, 이들 2개의 라미네이션들의 순서는 원한다면 역전 (reverse) 될 수 있다.
전술한 2007/0109219호는, 전술한 미국 특허 제 6,982,178호에 설명된 전면 라미네이트의 변형인 소위 "인버팅된 (invert) 전면 라미네이트" 를 설명한다. 이러한 인버팅된 전면 라미네이트는, 순서대로, 광-투과성 보호층 및 광-투과성 전기-도전층 중 적어도 하나; 접착층; 고체 전기-광학 매체의 층; 및 릴리즈 시트를 포함한다. 이러한 인버팅된 전면 라미네이트는, 전기-광학층과 전면 전극 또는 전면 기판 사이에 라미네이션 접착층을 갖는 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 사용되며, 제 2의 통상적으로 얇은 접착층은 전기-광학층과 백플레인 사이에 존재할 수도 있거나 존재하지 않을 수도 있다. 그러한 전기-광학 디바이스는 양호한 낮은 온도 성능과 양호한 해상도를 결합시킬 수 있다.
대부분의 타입의 전기-광학 매체는 제한된 수의 광학 상태들만, 예를 들어, 다크 (블랙) 상태, 라이트 (화이트) 상태 및 몇몇 경우에서는 하나 이상의 중간 그레이 상태를 갖는다. 따라서, 그러한 매체를 사용하여 풀 컬러 디스플레이를 구성하기 위해, 예를 들어, 다중의 레드, 그린 및 블루 영역을 갖는 컬러 필터에 인접하여 전기-광학 매체를 배치하고, 각각의 레드, 그린 및 블루 영역에 인접한 매체의 독립적인 제어를 허용하는 전기-광학 매체에 대해 구동 배열을 제공하는 것이 통상적으로 실용적이다. 전기영동 디스플레이에 의한 컬러 필터들의 특정 애플리케이션은 전술한 미국 특허 제 6,864,875호에 설명되어 있다. 전술한 2003/0011560호는 디스플레이의 수 개의 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트에 광학 바이어싱 엘리먼트를 포함시킴으로써 전기영동 디스플레이의 광학 특성을 변형시키는 방식을 설명한다.
전기-광학 디스플레이에서 컬러 필터 어레이를 제공하는 최적의 방법을 선택하는 것은 먼저 나타날 수도 있는 것보다 더 복잡하며, 다수의 빈번한-충돌 필요성과 관련된다. 컬러 필터 어레이와 전기-광학층 사이의 임의의 현저한 간격이 시차 (parallax) 를 초래할 수도 있고, 차례로, 디스플레이가 축-외 (즉, 뷰잉 표면과 직각이 아닌 방향) 에서 뷰잉될 때 관측되는 컬러를 왜곡시킬 수 있으므로, 컬러 필터 어레이를 전기-광학층에 가능한 근접하게 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 디스플레이내의 선택된 위치로 컬러 필터 어레이를 포함시키는 것의 용이함을 고려하는 것이 필요하며, 예를 들어, 미리-형성된 컬러 필터 어레이를 디스플레이의 뷰잉 표면상에 부착하는 것이 비교적 용이하지만, 디스플레이의 2개의 내부층들 사이에 컬러 필터 어레이를 배치시키는 것이 실질적으로 더 어려울 수도 있다. 또한, 컬러 필터 어레이의 컬러 영역은, 예를 들어, 전기-광학 매체가 화이트 광학 상태에 존재하는 경우 레드를 나타내어야 하는 픽셀이 레드와 블루의 혼합을 나타내지 않고, 이에 따라, 이미지의 의도된 컬러를 중대하게 왜곡하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 디스플레이의 백플레인상에 픽셀 전극들과 함께 정렬될 필요가 있다. 이러한 관점에서, 사이즈에서의 작은 변화라도 결과적인 디스플레이의 전기-광학 특성에 심각한 영향을 줄 수 있음에도, (인버팅된 전면 라미네이트를 포함하는) 얇은 전면 라미네이트 및 더블 릴리즈 막들이 라이네이션 동안 사이즈를 약간 변경시키는 경향이 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 백플레인이 행당 500 픽셀을 갖고, 픽셀과 함께 정렬되도록 정확히 이격되는 컬러 필터 어레이를 제공받은 전면 라미네이트가 라미네이션 동안 센트 (cent) 당 0.1 만큼 그의 디멘젼을 변경시키며, 전면 라미네이트가 행의 일단에서 픽셀과 함께 정확히 정렬되면, 타단에서 픽셀의 1/2 만큼 오정렬될 것이며, 그 행의 이러한 타단에서 컬러 이미지의 심각한 열화를 초래할 것이다. 최종적으로, 생성될 디스플레이의 타입을 고려할 필요가 있으며, 많은 타입의 컬러 필터 어레이들, 예를 들어, 글라스-기반 (glass-based) 어레이들은 가요성 디스플레이로 포함하기에는 너무 단단하다.
다음으로, 전기-광학 디스플레이의 다양한 표면, 또는 그러한 디스플레이를 생성하는데 사용되는 전면 라미네이트, 인버팅된 전면 라미네이트 또는 더블 릴리즈 막의 대응하는 표면상에 컬러 영역을 잉크젯 프린팅 (ink jet printing) 함으로써 유용한 컬러 필터 어레이가 생성될 수 있다는 것을 알 수 있으며, 본 발명은 이러한 프로세스 및 그의 제조에 관한 것이다.
일 양태에서, 본 발명은, 그 상부에 컬러 필터 어레이를 갖는 전기-광학 재료의 층을 준비하기 위한 (제 1) 프로세스를 제공하며, 그 프로세스는 전기-광학 재료의 층의 일 표면상에 복수의 컬러 영역들을 잉크젯 프린팅하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 제 1 프로세스는 편의상 본 발명의 "전기-광학층 프린팅" 또는 "ELOP" 프로세스로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 이러한 프로세스는 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 (full) 컬러 필터 어레이를 프린팅하는데 사용될 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러들이 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 EOLP 프로세스에서, 복수의 제 1 컬러 영역 및 복수의 제 2 컬러 영역이 전기-광학 재료의 층의 표면상에 프린팅되며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다.
EOLP 프로세스는 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료로 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, EOLP 프로세스에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 전기-광학 재료는, 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 사용된 잉크는 방사선 경화성 (radiation curable) 일 수도 있으므로, 잉크가 프린팅된 이후, 잉크를 경화시키는데 효과적인 방사선에 노출된다. 다른 방법으로, 사용된 잉크는 유성 (solvent-based) 일 수도 있으며, 즉, 유기 용매에 색소 (pigment) 입자를 포함할 수도 있다.
EOLP 프로세스는, 전기-광학 재료의 층이 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치되는 동안 수행될 수도 있다. EOLP 프로세스는 전기-광학 재료의 층의 상기 하나의 표면 위에 접착층을 라미네이트하는 부가적인 단계를 포함할 수도 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 그의 표면상에 복수의 컬러 영역들을 갖는 전기-광학 재료의 층을 제공한다. 이하, 본 발명의 이러한 양태는 편의상 본 발명의 "프린팅된 전기-광학층" 또는 "PEOL" 로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 프린팅된 층은 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 컬러 필터 어레이의 형태로 존재할 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러가 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 PEOL은, 그의 표면에 프린팅된 복수의 제 1 컬러 영역들 및 복수의 제 2 컬러 영역들을 가질 것이며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다.
PEOL은 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료를 사용할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PEOL에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 전기-광학 재료는, 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다.
본 발명은, 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치되는 프린팅된 전기-광학층, 및 전기-광학 재료의 층의 프린팅된 표면 위에 라미네이트된 접착층을 갖는 PEOL로 확장한다.
또한, 본 발명은 전면 라미네이트, 더블 릴리즈 막, 및 본 발명의 프린팅된 전기-광학층을 포함하는 인버팅된 전면 라이네이트로 확장한다. 따라서, 본 발명은, 순서대로, 광-투과성 전기-도전층; 그 전기-도전층과 전기적으로 접촉하는 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 릴리즈 시트를 포함하는 제조품 (전면 라미네이트) 를 제공하며, 여기서, 그 고체 전기-광학 매체의 층은 본 발명의 PEOL이다. 또한, 본 발명은, 그의 대향측 상에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 고체 전기-광학 매체의 층; 고체 전기-광학 매체의 층의 제 1 표면상의 제 1 접착층; 고체 전기-광학 매체의 층으로부터 제 1 접착층의 대향측 상에 배치된 릴리즈 시트 및 고체 전기-광학 매체의 층의 제 2 표면상의 제 2 접착층을 포함하는 제조품 (더블 릴리즈 막) 을 제공하며, 여기서, 고체 전기-광학 매체의 층은 본 발명의 PEOL이다. 또한, 본 발명은, 그의 대향측 상에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 고체 전기-광학 매체의 층; 고체 전기-광학 매체의 층의 제 1 표면을 커버링하는 제 1 릴리즈 시트; 및 고체 전기-광학 매체의 층의 제 2 표면을 커버링하는 제 2 릴리즈 시트를 포함하는 제조품 (더블 릴리즈 시트) 을 제공하며, 여기서, 고체 전기-광학 매체의 층은 본 발명의 PEOL이다. 최종적으로, 본 발명은, 순서대로, 릴리즈 시트; 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 광-투과성 보호층 및 광-투과성 전기-도전층 중 적어도 하나를 포함하는 제조품 (인버팅된 전면 라미네이트) 을 제공하며, 여기서, 고체 전기-광학 매체의 층은 본 발명의 PEOL이다.
본 발명의 또 다른 주요 양태는 접착층들, 바람직하게는 전기-광학층들과 이미 관련된 접착층들 상의 컬러 영역들의 프린팅에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은, 컬러 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 유용한 서브-어셈블리를 준비하기 위한 프로세스를 제공하며, 그 프로세스는, 전기-광학 재료의 층, 및 노출된 표면을 갖는 접착층을 포함하는 서브-어셈블리를 제공하는 단계, 및 그 접착층의 노출된 표면상에 복수의 컬러 영역들을 잉크젯 프린팅하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 이러한 양태는 편의상 본 발명의 "접착층 프린팅" 또는 "ALP" 양태로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 이러한 프로세스는 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 컬러 필터 어레이를 프린팅하는데 사용될 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러가 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 ALP 프로세스에서, 복수의 제 1 컬러 영역 및 복수의 제 2 컬러 영역은 전기-광학 재료의 층의 표면상에 프린팅되며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다.
ALP 프로세스는 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료로 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, ALP 프로세스에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 전기-광학 재료는, 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 사용된 잉크는 방사선 경화성일 수도 있으므로, 잉크가 프린팅된 이후, 잉크를 경화시키는데 효과적인 방사선에 노출된다. 다른 방법으로, 사용된 잉크는 유성일 수도 있으며, 즉, 유기 용매에 색소 입자를 포함할 수도 있다.
ALP 프로세스는 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치된 전기-광학 재료의 층으로 수행될 수도 있으며, 접착층은 그 백플레인으로부터 전기-광학 재료의 층의 대향측 상에 배치된다.
본 발명은 ALP 프로세스에 의해 생성된 접착층들과 같은 컬러 프린팅된 접착층으로 확장한다. 따라서, 본 발명은 컬러 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 유용한 서브-어셈블리로 확장하며, 그 서브-어셈블리는 전기-광학 재료의 층 및 접착층을 포함하고, 그 접착층은 그의 일 표면상에 프린팅된 복수의 컬러 영역들을 갖는다.
본 발명의 이러한 양태는 이하 편의상 본 발명의 "프린팅된 접착층 서브-어셈블리" 또는 "PALSA" 양태로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 프린팅된 접착층은 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 컬러 필터 어레이의 형태로 존재할 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러가 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 PALSA는 그의 표면상에 프린팅된 복수의 제 1 컬러 영역들 및 복수의 제 2 컬러 영역들을 가질 것이며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다. 복수의 컬러 영역들은, 전기-광학 재료의 층으로부터 이격된 접착층의 표면, 또는 전기-광학 재료의 층에 인접한 접착층의 표면상에 프린팅될 수도 있다.
PALSA은 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료를 사용할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PALSA에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 전기-광학 재료는, 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다.
본 발명은, 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치되는 PALSA, 및 복수의 컬러 영역들을 베어링 (bear) 하는 접착층으로부터 이격된 전기-광학 재료의 층의 표면 위에 라미네이트된 제 2 접착층을 갖는 PALSA로 확장한다.
PALSA는, 전면 라미네이트, 더블 릴리즈 막 또는 인버팅된 전면 라미네이트의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 순서대로, 광-투과성 전기-도전층; 그 전기-도전층과 전기적으로 접촉하는 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 릴리즈 시트를 포함하는 제조품 (전면 라미네이트) 을 제공하며, 여기서, 고체 전기-광학 매체의 층 및 접착층은 본 발명의 PALSA를 형성한다. 또한, 본 발명은, 그의 대향측 상에 제 1 및 제 2 표면을 갖는 고체 전기-광학 매체의 층; 고체 전기-광학 매체의 층의 제 1 표면상의 제 1 접착층; 고체 전기-광학 매체의 층으로부터 제 1 접착층의 대향측 상에 배치된 릴리즈 시트; 및 고체 전기-광학 매체의 층의 제 2 표면상의 제 2 접착층을 포함하는 제조품 (더블 릴리즈 막) 을 제공하며, 여기서, 접착층들 중 하나는 그 상에 프린팅된 복수의 컬러 영역들을 갖는다. 최종적으로, 본 발명은, 순서대로, 릴리즈 시트; 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 광-투과성 보호층 및 광-투과성 전기-도전층 중 적어도 하나를 포함하는 제조품 (인버팅된 전면 라미네이트) 을 제공하며, 여기서, 고체 전기-광학 매체의 층 및 접착층은 본 발명의 PALSA를 형성한다.
본 발명의 제 3 주요 양태는, 전기-광학 디스플레이의 보호층 (또한, 종종 "전면 기판" 으로 지칭됨) 상에 컬러 영역들을 프린팅하는 것, 및 그러한 디스플레이를 형성하는데 사용되는 서브-어셈블리에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 컬러 전기-광학 디스플레이 (또는 그러한 디스플레이를 형성하기 위해 추후에 사용될 수 있는 서브-어셈블리) 를 준비하기 위한 프로세스를 제공하며, 그 프로세스는, 전기-광학 재료의 층 및 노출된 표면을 갖는 보호층을 포함하는 막을 제공하는 단계, 및 그 보호층의 노출된 표면상에 복수의 컬러 영역들을 잉크젯 프린팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태는 이하 편의상 본 발명의 "보호층 프린팅" 또는 "PLP" 로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 이러한 프로세스는, 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 컬러 필터 어레이를 프린팅하는데 사용될 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러가 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 PLP 프로세스에서, 복수의 제 1 컬러 영역 및 복수의 제 2 컬러 영역은 전기-광학 재료의 층의 표면상에 프린팅되며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다. PLP 프로세스에서, 막은, 보호층과 전기-광학 재료의 층 사이에 배치된 광-투과성 전기 도전층을 더 포함할 수도 있다. 또한, PLP 프로세스에서, 잉크의 프린팅 이전에, 보호층의 노출된 표면은 보호 시트로의 잉크의 접착을 향상시키는 잉크 수신 매체로 코팅될 수도 있다.
PLP 프로세스는 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료로 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PLP 프로세스에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 전기-광학 재료는 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 사용된 잉크는 방사선 경화성일 수도 있으므로, 잉크가 프린팅된 이후, 잉크를 경화시키는데 효과적인 방사선에 노출된다. 다른 방법으로, 사용된 잉크는 유성일 수도 있으며, 즉, 유기 용매에 색소 입자를 포함할 수도 있다.
PLP 프로세스는 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치된 전기-광학 재료의 층으로 수행될 수도 있으며, 보호층은 그 백플레인으로부터 전기-광학 재료의 층의 대향측 상에 배치된다.
또한, 본 발명은, 컬러 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 사용하기 위한 막을 제공하며, 그 막은 전기-광학 재료의 층 및 노출된 표면을 갖는 보호층을 포함하고, 그 보호층은 그의 노출된 표면상에 프린팅된 복수의 컬러 영역들을 갖는다.
본 발명의 이러한 양태는 이하 편의상 본 발명의 "프린팅된 보호막" 또는 "PPF" 양태로 지칭될 수도 있다. 통상적으로, 프린팅된 보호층은, 2개, 3개 또는 4개의 컬러를 갖는 풀 컬러 필터 어레이의 형태로 존재할 것이지만, 원한다면 더 많은 컬러가 사용될 수 있다. 따라서, 통상적인 PPF는 그의 표면상에 프린팅된 복수의 제 1 컬러 영역 및 복수의 제 2 컬러 영역을 가질 것이며, 그 제 1 및 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는다.
PPF는 상술된 임의의 타입의 전기-광학 재료를 사용할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, PPF에서, 전기-광학 재료는 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 다른 방법으로, 전기-광학 재료는 바인더에서의 복수의 캡슐들, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는 캡슐화된 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 본 발명은, 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 배치된 PPF로 확장하고, 릴리즈 시트; 고체 전기-광학 매체의 층; 접착층; 및 광-투과성 보호층을 순서대로 포함하는 제조품 (인버팅된 전면 라미네이트) 으로 확장하며, 그 보호층은 그 접착층으로부터 이격된 그의 표면상에 프린팅된 복수의 컬러 영역들을 갖는다.
본 발명의 제 4 주요 양태는, 디스플레이의 백플레인상의 픽셀 전극들과 인쇄정합된 (register) 위치에서 그러한 디스플레이 상에 컬러 영역들을 제공하는 수단에 관한 것이다. 프린팅된 컬러 영역을 전기-광학 디스플레이 상에 제공하는 그러한 일 프로세스는, 복수의 픽셀 전극들을 베어링하는 백플레인 및 그 백플레인상에 배치된 전기-광학 재료의 층을 포함하고 그 백플레인으로부터 이격되어 있는 노출된 표면을 갖는 디스플레이를 제공하는 단계; 픽셀 전극에 전압을 인가하고 그에 의해 전기-광학 재료의 층상에 이미지를 형성하는 단계; 이미지를 검출하는 단계; 및 검출된 이미지와 인쇄정합 (registry) 하여 노출된 표면상에 컬러 영역들을 잉크젯 프린팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태는 이하 편의상 본 발명의 "인쇄정합된 잉크젯 프린팅" 또는 "RIJP" 양태로 지칭될 수도 있다. 이러한 프로세스에서, 컬러 영역들은 전기-광학 재료의 층 또는 전기-광학 재료의 층 위에 중첩된 상부층 (over-layer) 상에 프린팅될 수도 있다. 이러한 상부층은 접착층, 광-투과성 전극 또는 보호층일 수도 있다.
최종적으로, 본 발명은 전기-광학 디스플레이 상에 컬러 필터 어레이를 배치하기 위한 프로세스를 제공하며, 그 프로세스는, 컬러 필터 어레이를 제공하는 단계; 복수의 픽셀 전극들을 베어링하는 백플레인 및 그 백플레인상에 배치된 전기-광학 재료의 층을 포함하고 그 백플레인으로부터 이격되어 있는 노출된 표면을 갖는 디스플레이를 제공하는 단계; 픽셀 전극들에 전압을 인가하고, 그에 의해, 전기-광학 재료의 층상에 이미지를 형성하는 단계; 이미지를 검출하는 단계; 및 검출된 이미지와 인쇄정합하여 노출된 표면상에 컬러 필터 어레이를 고정시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 이러한 양태는 이하 편의상 본 발명의 "인쇄정합된 컬러 필터 어레이 배치" 또는 "RCFAP" 양태로 지칭될 수도 있다.
본 발명에서 프린팅이 전기-광학 재료상에서 달성되고 그 전기-광학 재료가 회전 이색성 멤버 재료 또는 마이크로셀 전기영동 재료일 경우, 또는 PLP 프로세스에서 프린팅이 폴리머 표면에서 달성되는 경우, 그러한 폴리머 표면상에 프린팅하는 것은 잉크젯 분야의 기법내에 존재한다. 잉크젯 프린팅 분야의 당업자는, 폴리머형 표면으로의 잉크젯 잉크의 접착을 향상시키거나, 프린트 해상도, 내구성, 및/또는 컬러 밀도 특성을 개선시키기 위해 그 폴리머형 재료에 적용될 수도 있는 다양한 재료들 (예를 들어, 젤라틴, 폴리(비닐 알콜) 및 폴리비닐피리딘과 같은 친수성 폴리머, 또는 투명 미소공 (microporous) 층) 을 인식할 것이다. 또한, 사용된 전기-광학 재료는, (일반적으로 폴리머형 바인더에서의) 복수의 캡슐들을 포함하는 타입 또는 폴리머-분산형 타입 중 어느 하나의 캡슐화된 전기영동 재료일 수 있다. 다소 놀랍게도, 그러한 캡슐층이 잉크젯 잉크에 대해 양호한 수신자이고, 적어도 몇몇의 종래 잉크젯 착색제 (colorant) 가 전기-광학 재료의 전기-광학 성능에 실질적으로 간섭하지 않는다는 것이 발견되었다. 따라서, 레드/그린/블루, 레드/그린/블루/화이트 또는 시안/마젠타/옐로우 컬러 필터 어레이를 포함하는 임의의 컬러 이미지는, 높은 해상도로 전기-광학 재료상에 신속하게 및 편리하게 배치될 수 있다. 그 후, 포함된 컬러 필터 어레이를 갖는 결과적인 변형된 전기-광학층은, 상술된 바와 같이, 전면 라미네이트, 인버팅된 전면 라미네이트, 및 더블 릴리즈 막들을 이용하는 프로세스를 포함하는, 전술한 특허들 및 출원들에서 설명된 방식들 중 임의의 방식으로 전기-광학 디스플레이에 포함될 수 있다. 유사하게, 전기-광학 디스플레이에서 사용된 많은 라미네이션 접착제가 양호한 결과를 갖는 유사한 방식으로 잉크젯 프린팅될 수 있다는 것이 발견되었다. 전기-광학 재료 및 라미네이션 접착제 양자를 이용하여, 상술된 재료와 같은 재료들로 표면을 사전-처리하여 전기-광학 재료 및 라미네이션 접착제 상의 프린팅된 잉크젯 이미지의 특성을 개선시키는 것이 바람직할 수도 있다.
첨부한 도면들 중 도 1 내지 도 4는, 더블 릴리즈 막으로부터 시작하는 본 발명의 바람직한 전기-광학층 프린팅 프로세스에서 다양한 스테이지들을 도시한 간략화된 입면도 (elevation) 이다.
도 5는, 아래의 예 2에서 설명된 본 발명의 바람직한 보호층 프린팅 프로세스에서 사용되는 컬러 서브-픽셀들의 어레이를 도시한다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 다양한 양태들은, 전기-광학 디스플레이를 형성하는데 사용되는 전기-광학 재료, 라미네이션 접착층 또는 보호층의 표면상에 컬 러 영역 및 통상적으로 컬러 필터 어레이를 형성하기 위해 (가급적, 잉크가 이러한 표면상에서 건조하기보다는 프린팅될 표면과 접촉하여 응결하는 소위 "고체 잉크젯 프린팅" 을 포함하는) 잉크젯 프린팅을 이용한다. 이하, 본 발명은 3개 또는 4개의 컬러 필터 어레이의 포메이션을 참조하여 주로 설명될 것이지만, 본 발명이 단지 하나 또는 2개의 컬러를 포함하는 더 간단한 프로세스, 및 5개 이상의 컬러를 포함하는 프로세스로 확장한다는 것을 유념해야 한다.
원칙적으로, 다른 컬러 프린팅 방법이 잉크젯 프린팅을 대신하여 사용될 수 있지만, 잉크젯 프린팅은, 착색제 도너 매체가 프린팅될 층에 실제로 접촉하지 않는다는 이점을 갖는다. 그러한 접촉은 심각한 문제들, 예를 들어, 전기-광학층의 염료 도너 시트로의 접합을 초래하는 본 발명의 전기-광학층 프린팅 프로세스의 변형으로 염료 승화 (염료 확산 열전달) 프린터를 사용하는 시도를 초래할 수 있다.
본 발명이 컬러 필터 어레이의 포메이션에 대해 다수의 상이한 프로세스들을 제공한다는 것이 상기 설명으로부터 관측될 것이며, 어느 특정 프로세스가 이용되는지의 선택은 많은 경우, 전기-광학 디스플레이의 정확한 구조, 그 디스플레이내의 다양한 층들의 두께, 및 그 디스플레이의 다양한 층들을 어셈블리하는데 사용되는 프로세스에 의해 관리될 것이다. 통상적으로 (예를 들어, 전술한 미국 특허 제 6,982,178호의 도 10 및 전술한 2007/0109219호의 도 3을 참조), (이들 2개의 도면들에 도시된 바와 같이 뷰잉 표면으로부터 백플레인까지 아래쪽으로 판독할 경우) 전기-광학 디스플레이는,
(a) (옵션적으로) 장벽 및 다른 보조 보호층들;
(b) 보호층/전면 기판;
(c) 전면 전극층 (실제로, 층들 (b) 및 (c) 은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)/인듐 틴 옥사이드 (indium tin oxide) 와 같은 상업적인 2-층막으로부터 종종 형성되므로, 전기-광학 디스플레이의 제조자가 이들 2개의 층들 사이에 어떤 것도 삽입시키는 것이 가능하지 않다);
(d) (옵션적으로) 전면 접착층
(e) 전기-광학 재료의 층
(f) 배면 (rear) 접착층
(g) 픽셀 전극들을 베어링한 백플레인
을 포함한다. 전기-광학 재료가 종종 불투명하므로, 일반적으로 컬러 필터 어레이는 전기-광학층 (e) 와 디스플레이의 뷰잉 표면 사이에 놓여져야 한다. 또한, 시차 문제를 회피하기 위하여 컬러 필터 어레이를 전기-광학층에 가능한 근접하게 유지시키는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 전기-광학층으로부터의 큰 분리 및 컬러 필터 어레이 (CFA) 에 대한 기계적인 손상의 위험 때문에, 층 (a) 의 외부 표면상에 CFA를 배치하는 것은 일반적으로 바람직하지 않다. CFA가 위치될 수 있는 3개의 인터페이스들, 즉, 인터페이스 a/b, c/d 및 d/e 가 잠재적으로 존재한다. 또한, 각각의 인터페이스에 있어서, CFA는 2개의 인접한 층들 중 하나의 층상에 프린팅함으로써 형성될 수 있다. 그러나, 백플레인과 이미 인쇄정합된 CFA를 프린팅하는 것이 바람직할 경우, 프린팅이 발생하는 시간에서 그 백플레인에 층이 이미 부착되었다면, 그 백플레인에 더 근접하여 층상에 프린팅하는 것이 유리하다.
CFA가 인터페이스 c/d 또는 d/e에서 프린팅된다면, CFA가 디스플레이의 전극들 사이에 놓여질 것이지만, CFA가 인터페이스 a/b에서 프린팅된다면, 그 전극들 사이에 놓여지지 않을 것이며, 사용된 잉크의 요구되는 특성들이 2개의 경우에서 상이하다는 것을 유의해야 한다. CFA가 전극들 사이에 놓여지면, 유전 상수가 너무 높거나 킥백 (kickback) 이 발생할 수도 있다는 것이 중요하다 ("킥백" 또는 "셀프-소거" 는 몇몇 전기-광학 디스플레이에서 관측되는 현상이며 (예를 들어, 셀프-소거가 캡슐화되지 않은 전기영동 디스플레이에서 보고되었던 Ota, I., 등의 "Developments in Electrophoretic Display", Proceedings of the SID, 18, 243 (1977) 을 참조), 그에 의해, 디스플레이에 인가된 전압이 스위치 오프되는 경우, 전기-광학 매체는 그의 광학 상태를 적어도 부분적으로 역전시킬 수도 있으며, 몇몇 경우에서, 동작 전압보다 높을 수도 있는 역전 전압이 전극들에 걸쳐 발생하는 것이 관측될 수 있다). 이와 대조적으로, CFA가 전극들 사이에 놓여있다면, 잉크의 도전성이 너무 높지 않거나 블루밍 (blooming) 이 발생할 수도 있다는 것이 중요하다 ("블루밍" 은, 그에 의해, 픽셀 전극에서의 전류의 변화에 응답하여 광학 상태를 변경시키는 전기-광학층의 영역이 그 픽셀 전극 그 자체보다 높은 현상이다). 습윤제 (humectant), 비-수성 용매, 및 계면활성제가 상업적인 잉크젯 잉크에서 일반적으로 사용되며, 이들 재료들은, 예를 들어, 전기-광학층의 도전성을 변경시킴으로써 전기-광학 재료의 전기-광학 특성에 잠재적으로 간섭할 수 있고, 따라서, 디스플레이 전극들 사이에 존재한다면 기대되지 않은 작동을 초래할 수 있다. 또한, 본 발명의 모든 프로세스에 있어서, 잉크의 착색제는 건조할 경우 투명해야 하므로, 염료 또는 매우 작은 입자 착색된 잉크 중 어느 하나가 사용되어야한다. 투명 착색된 잉크는, 그러한 잉크가 전기-광학층에 상당히 침투하지 않을 것이고, 전기-광학층이 전기영동층일 경우, 이러한 전기영동층의 내부 페이즈 (전기영동 입자 및 주변 유체) 와 바람직하지 않게 상호작용하지 않을 수 있기 때문에, 현재의 프로세스에서 매우 바람직하다. 방사선 경화성 (통상적으로, 자외선 경화성) 잉크는, (유기) 유성 색소 잉크를 가지므로, 현재의 프로세스에서의 사용에 매우 적합하다고 발견되었다. 건조된 잉크층이 최소의 두께 및 전기-광학 재료의 성능에 대한 최소 영향을 갖도록, 매우 작은 양의 폴리머 바인더를 사용하여 유성 색소 잉크가 조제 (formulate) 될 수 있다. 전술한 고려사항을 조건으로 하여, 임의의 공지된 타입의 잉크젯 프린터가 사용될 수 있다. 명확하게, 매우 높은 해상도를 위해, 양호한 위치결정 및 균일한 잉크 증착이 중요하다.
또한, 상술된 바와 같이, CFA를 형성하기 위하여 본 발명의 프로세스에 의해 어느 층이 잉크젯 프린팅될지의 선택은 디스플레이를 형성하는데 사용되는 "구성 방법 (construction method)" (즉, 다양한 층들이 디스플레이를 형성하도록 어셈블리되는 순서) 에 매우 영향을 받는다. 다음으로, 3개의 통상적인 구성 방법들이 설명될 것이지만, 다른 구성 방법들이 전기-광학 디스플레이의 당업자에게 명백할 것이다.
구성 방법 A
상술된 미국 특허 제 6,982,178호에서 설명된 바와 같이, 전기-광학, 특히 캡슐화된 또는 폴리머-분산형 전기영동 디스플레이를 생성하는데 일반적으로 사용되는 일 방법은, 전기영동 매체를 PET/ITO 막에 코팅함으로써 시작한다. 개별적으로, 라미네이션 접착제가 릴리즈 시트상에 코팅된다. 그 후, 라미네이션 접착제/릴리즈 시트 서브-어셈블리는, 통상적으로 롤-투-롤 방식으로 전면 라미네이트를 형성하기 위해 전기영동 층에 라미네이트된다. 그 후, 전면 라미네이트는 개별 디스플레이에 필요한 사이즈로 절단되고, 릴리즈 시트가 제거되며, 백플레인, 통상적으로 박막 트랜지스터 (TFT) 활성 매트릭스 백플레인에 나머지 층들이 라미네이트된다. 이러한 프로세스에서, 전기영동 재료층, 즉, 상기 층 (e) 이 개재 (intervening) 전면 접착층 (d) 없이 전면 기판/전면 전극층, 즉, 상기 층들 (b)/(c) 상에 직접 증착되기 때문에, 잉크젯 프린팅에 이용가능한 표면만이 전면 기판, 즉, 층 (b) 의 노출된 표면이며, 본 발명의 PLP 방법이 사용될 필요가 있다. 전면 라미네이트가 백플레인에 라미네이트된 이후 이러한 표면상의 잉크젯 프린팅은, 완전-기능 (fully-functional) 활성 매트릭스 디스플레이상의 본질적인 프린팅이다. 따라서, 디스플레이는 CFA를 프린팅하기 전에 기준 패턴 (fiducial pattern) 에 이미징될 수 있으며, 따라서, 본 발명의 RIJP 프로세스를 이용하고, 백플레인의 픽셀 전극들과 컬러 필터 어레이의 인쇄정합 (registration) 을 용이하게 한다.
구성 방법 B
전기-광학 디스플레이를 제조하기 위한 다른 덜 일반적인 방법은, 잉크젯 프린팅함으로써 컬러 필터 어레이를 도입하기 위해 더 많은 옵션을 제공한다. 그러한 일 방법은, 백플레인상에 전기-광학 재료를 직접 코팅하고, PET/ITO 전면 기판에 라미네이션 접착제를 개별적으로 코팅하며, 2개의 결과적인 서브-어셈블리들을 함께 라미네이트하는 것이다. 이러한 방법은, 최종 라미네이션 단계 이전에 전기-광학층 상에 직접 CFA를 잉크젯 프린팅하는 것을 허용한다. 본 발명의 그러한 EOLP 프로세스는, CFA가 전기-광학층과 밀접한 (intimate) 접촉 상태에 있고 그에 따라 그 전기-광학층과 가능한 근접하며, 그에 의해 일 CFA 서브-픽셀을 통해 진입하고 다른 서브-픽셀을 통해 떠나는 광으로 인한 임의의 가능한 광-파이핑 (light-piping) 또는 시차 문제들을 제거한다. 그러나, CFA가 2개의 전극들 사이에 개제되고 전기-광학층과 접촉하므로, 이러한 접근법은 상술된 바와 같은 잉크젯의 선택을 제한한다. 또한, 백플레인상에 직접 전기-광학 재료를 코팅하는 것이 요구되며, 통상적으로, 이는 상기 구성 방법 A에서 가능한 롤-투-롤 프로세스이 아닌 배치 프로세스이다.
더블 릴리즈 시트를 사용하여 이전 파라그래프에서 설명된 구성 방법의 일 변형은 전기-광학 재료의 롤-투-롤 코팅을 허용한다. 이러한 변형에서, 전기-광학 재료는 일회용 (disposable) 제 1 릴리즈 시트상에 코팅된다. 개별적으로, 라미네이션 접착제는 제 2 릴리즈 시트상에 코팅되며, 그 라미네이션 접착제는 전기-광학 재료에 라미네이트되어, 제 1 릴리즈 시트/전기-광학 재료/라미네이션 접착제/제 2 릴리즈 시트와 같은 구조를 갖는 더블 릴리즈 시트를 형성한다. 그 후, 제 2 릴리즈 시트가 제거되며, 나머지 층들은 백플레인에 라미네이트된다. 그 후, 제 1 릴리즈 시트가 제거되고 PET/ITO 전면 기판/전면 전극이 전기-광학 재료 위에 라미네이트되어, 옵션적인 전면 접착층을 갖는 최종 디스플레이를 생성할 수 있다. 상술된 2007/0109219호에서 설명된 바와 같이, 이러한 방법은, 제 2 릴리즈 시트가 제 1 릴리즈 시트를 방해하지 않고도 더블 릴리즈 막으로부터 벗겨질 수 있도록 차동 릴리즈 시트들의 신중한 사용을 또한 요구한다.
구성 방법 C
이미 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 ALP 프로세스는, 그 자체가 백플레인상의 이미 제 위치에 존재하는 전기-광학층에 놓여있는 라미네이션 접착층상에 잉크젯 프린팅하는 것을 포함한다. (통상적으로) 연약한 (fragile) 백플레인이 라미네이트되는 횟수를 최소화하는, 라미네이션 접착제/전기-광학층/백플레인 중간 구조를 형성하는 바람직한 방법은 다음과 같다. 제 1 릴리즈 시트/전기-광학 재료/라미네이션 접착제/제 2 릴리즈 시트 구조가 상기 구성 방법 B에서 설명된 바와 같이 형성된다. 그러나, 이러한 경우, 제 2 라미네이션 접착층이 제 3 릴리즈 시트상에 코팅되며, 제 1 릴리즈 시트가 제거되고 전기-광학층이 제 2 라미네이션 접착층에 라미네이트되어, 더블 릴리즈 막을 형성한다. 릴리즈 시트들 중 하나의 시트가 이러한 더블 릴리즈 막으로부터 제거되며, 나머지 층들은 백플레인에 라미네이트된다. 이러한 방법은 차동 릴리즈 시트들의 신중한 사용을 또한 요구한다.
본 발명의 EOLP 프로세스의 일 바람직한 형태는 다음의 단계들을 포함한다.
(a) 캡슐화된 전기영동 재료 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료의 층이 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인상에 코팅되는 단계;
(b) 컬러 필터 어레이가 잉크젯 프린터를 사용하여 전기영동 재료층 상에 직접 프린팅되는 단계;
(c) 전기영동 재료층, 컬러 필터 어레이 및 백플레인이 잉크젯 잉크의 휘발성 컴포넌트를 제거하기 위해 오븐에서 건조되는 단계; 그리고,
(d) 그 상부에 건조된 컬러 필터 어레이를 갖는 전기영동 재료층이, 최종 디스플레이를 위한 광-투과성 전면 전극, 및 이러한 전면 전극에 기계적인 보호부를 공급 및 제공하는 (일반적으로) 보호층, 및 옵션적으로 임의의 원하는 장벽 또는 방사선-흡수층들을 제공하는 전면에 라미네이션 접착제를 통해 라미네이트되는 단계; 이러한 단계는, 릴리즈 시트상에 라미네이션 접착층을 코팅하고, 그 라미네이션 접착층을 건조시키고, 전기영동 재료층의 표면에 그 건조된 층을 라미네이트하고, 그 릴리즈 시트를 벗겨내며, 그 후, 이에 따라 노출된 그 라미네이션 접착층의 표면을 라미네이트함으로써 용이하게 달성된다.
폴리머-분산형 전기영동 매체를 포함하는 캡슐화된 전기영동 매체가 릴리즈 시트의 표면과 같은 평활한 표면상에 코팅될 경우, 전기영동 매체의 결과적인 층은 코팅된 표면과 그 매체가 직면한 평활한 표면 및 그의 대향측 상의 거친 표면을 가지며, 이러한 표면의 거칠도는 그 매체가 건조 또는 경화될 때의 그 매체의 수축도, 및 주변 표면으로부터의 캡슐 또는 드롭렛의 결과적인 돌출에 의해 야기된다는 것이 캡슐화된 전기영동 매체의 당업자에게 주지되어 있다. 상술된 본 발명의 바람직한 프로세스는, 전기영동 매체의 거친 표면상에 컬러 필터 어레이를 배치한다. (적어도 몇몇 경우에서, 컬러 필터 어레이의 더 정확한 프린팅을 초래할 수도 있는) 전기영동 매체의 평활한 측상에 컬러 필터 어레이를 형성하는 것이 바람직하다면, 전기영동 매체는 릴리즈 층상에 코팅될 수도 있고, 라미네이션 접착제를 이용하여 백플레인에 라미네이트될 수도 있다. (이는, 제 1 릴리즈 시트상에 전기영동 매체를 코팅하고, 제 2 릴리즈 시트상에 라미네이션 접착제를 코팅하고, 전기영동 매체와 접촉한 라미네이션 접착제를 이용하여 2개의 결과적인 구조물들을 함께 라미네이트하며, 그 후, 라미네이션 접착제로부터 제 2 릴리즈 시트를 벗겨냄으로써, 전술한 미국 특허 제 7,110,164호에 설명된 방식으로 용이하게 수행되며, 이 절차의 2개의 릴리즈 시트들은, 이러한 벗겨냄이 제 1 릴리즈 시트를 방해하지 않고도 달성될 수 있도록 선택된다.) 이러한 라미네이션 이후에, 제 1 릴리즈 시트는 전기영동 매체로부터 제거되고, 이에 따라, 전기영동 매체의 평활한 측상에 프린팅된 컬러 필터 어레이가 노출된다. 프로세스의 나머지 단계들은 본질적으로 변경되지 않는다.
첨부한 도면에 도시되어 있는 본 발명의 바람직한 제 2 EOLP 프로세스가, 활성 매트릭스 디스플레이의 제조에 용이하게 적용될 수 있다. 도면은 스케일링에 엄격하지 않으며, 특히, 다양한 층들의 두께는 층들의 측면 디멘젼에 비해 매우 과장되어 있다. 프로세스는, 도 1에 도시된 구조를 형성하기 위해, 제 1 릴리즈 시트 (14) 상에 전기영동 매체 (12) 를 코팅하고, 제 2 릴리즈 막 (18) 상에 라미네이션 접착제 (16) 의 가능한 얇은 층을 코팅하며, 전기영동 매체 (12) 와 접촉하는 라미네이션 접착제 (16) 를 이용하여 2개의 결과적인 구조물들을 함께 라미네이트함으로써, 전술한 미국 특허 제 7,110,164호에 설명된 바와 같이 시작한다. 그 후, 제 2 릴리즈 시트 (18) 는 라미네이트 접착제 (16) 로부터 벗겨지고, 나머지 층들 (12, 14 및 16) 은, 도 2에 도시된 구조를 형성하기 위해 기준 마크들 (미도시) 을 제공받은 활성 매트릭스 백플레인 (20) 에 라미네이트된다. 높은 정확도의 인쇄정합은 이러한 라미네이션 동안 요구되지 않는다.
그 후, 제 1 릴리즈 시트 (14) 가 전기영동 매체 (12) 로부터 제거되고, 따라서, 이러한 매체의 평활한 표면이 노출되며, (도 3에서, 각각, 레드, 그린, 및 블루 컬러 스트라이프 (22R, 22G, 22B) 을 포함하는 것으로 간략하게 표시되어 있는) 컬러 필터 어레이는, 높은 정확도 잉크-젯 프린터를 사용하고 백플레인 (20) 상에 형성된 기준 마크들에 따라 시스템을 위치결정하여 이러한 평활한 표면상에 잉크젯 프린팅된다. 제조 환경에서, 이러한 단계는 용이하게 자동화된다. 이러한 기술이 사전-형성된 컬러 필터 어레이의 백플레인과의 약한 (delicate) 정렬을 회피함을 유의하며, 컬러 필터 어레이의 위치결정 및 정렬은 백플레인 (20) 그 자체상에 형성된 기준 마크들에 의해 제어된다. 기준 마크 그 자체는, 백플레인의 제조 동안 사용되는 패터닝 절차의 일부로서 높은 정확도로 용이하게 위치될 수 있다.
그 후, 컬러 필터 어레이는 임의의 편리한 방법에 의해 건조되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 전극 (24) 및 지지층 (26) 을 포함하는 전면 기판은 라미네이션 접착제 (28) 에 의해 컬러 필터 어레이 위에 라미네이트된다. 전술한 2007/0109219호에서 설명된 이유때문에, 라미네이션 접착제 (28) 는 최종 디스플레이에 양호한 낮은 온도 성능 특성을 제공하기 위해 비교적 도전성 있는 것이 바람직하다. 최종적으로, 원하는 임의의 장벽층 (30) 이 지지층 (26) 위에 제공되 어 습기 및 산소 장벽 및 자외선 방사 필터링을 제공할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 전술한 미국 특허 제 6,982,178호에서 설명된 바와 같이, 디스플레이 주변 주위에 에지 실 (seal) 이 제공될 수도 있다.
상술된 본 발명의 바람직한 EOLP 프로세스들 양자에서, 전기영동 매체층이 백플레인상에 이미 존재한 이후에 그 전기영동 매체층 상에 컬러 필터 어레이가 형성된다는 것을 유의한다. 이러한 방식으로 컬러 필터 어레이를 형성하는 것은, 컬러 필터 어레이를 베어링하는 전기영동층의 백플레인으로의 라미네이션 동안 그러한 전기영동층에서의 디멘젼 변화에 의해 초래되는 임의의 문제들을 회피한다.
통상적으로, 본 발명의 다양한 프로세스에서, 잉크젯 잉크의 착색제는 그것이 도포되는 층의 표면에 가능한 근접하여 한정되는 것이 바람직하다. 잉크젯 잉크가 전기-광학층 그 자체에 도포될 경우, 착색제가 그의 컬러-제어 기능을 서빙하는 전기-광학층의 표면이 존재하고, 착색제의 그러한 제한이 전기-광학층의 전기-광학 성능을 덜 손상시키기 때문에 그러한 한정이 바람직하다. 다른 프로세스에서, 잉크가 도포되는 층을 통한 그 잉크의 확산이 다양한 컬러 영역들의 혼합을 초래할 수도 있고, 그에 따라, 디스플레이상에 나타낸 컬러의 열화를 초래할 수도 있으므로, 그러한 확산을 회피하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 투명 착색된 잉크들의 사용이 선호된다. 염료계 (dye-based) 잉크가 사용될 경우, 잉크가 도포되는 층에 매염제 (mordant) 폴리머를, 예를 들어, 캡슐화된 전기영동 매체층에서의 바인더의 구성물로서 포함시키는 것이 바람직할 수도 있다. 그러한 매염제 폴리머들은 가용성 염료들을 바인딩하고, 그들을 잉크-수신층의 표면부 에 한정할 수 있는 그룹들을 포함한다. 통상적으로, 캡슐화된 전기영동 매체에서의 사용을 위한 바람직한 바인더들이 음이온 충전되고, 따라서, 양이온 염료들에 대해 매염제로서 기능하도록 기대될 수 있으며, 그러한 양이온 잉크들은 그러한 바인더와 함께 사용하는데 바람직하다. 잉크-수신층으로의 금속 이온의 포함은, 금속의 조정에 의해 적절한 잉크젯 염료 또는 전구체 (precursor) 를 매염처리할 수도 있다. 결과적인 화학결합되어 있는 매염처리된 염료들은 포토-열화에 대해 향상된 안정성을 종종 나타낸다.
대부분의 잉크-젯 잉크들, 특히, 홈 및 작은 사무실에서의 사용을 위해 설계된 값싼 프린터에서의 사용을 위한 잉크-젯 잉크들은, 실질적인 양의 습윤제, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 메톡시 에탄올, 글라임 (glyme), 및 다른 유사한 친수성 종을 포함한다. 이들 재료들은 본 발명의 프로세스에 해로운 경향이 있으며, 그들이 사용은 최소화되어야 한다. 이들 재료들의 주요한 기능이 프린터 잉크의 건조에 의해 야기되는 노즐 클로깅 (clogging) 을 방지하므로, 상업적인 잉크젯 잉크 조제 (formulation) 는 매우 작은 습윤제 농도로 제조될 수 있다. 최소량의 습윤제를 갖는 잉크젯 잉크들이 본 발명의 프로세스에서의 사용에 바람직하다. 습윤제가 필요한 정도까지, 잉크-수신층을 팽창시키는 최소의 능력을 갖는 휘발성 재료, 특히, 캡슐화된 전기영동 매체의 셀 벽이 사용되어야 한다.
잉크젯 잉크는 종종 특정한 계면활성제를 포함하며, 그 계면활성제 중 일부는, 예를 들어, 캡슐화된 전기영동 매체의 스위칭 성능에 영향을 줌으로써 전기-광학 매체에 악영향을 나타낼 수도 있고, 그 매체의 내부 페이즈는 종종 전기영동 입 자 안정도 및 스위칭 성능을 유지하도록 신중히 선택되는 계면활성제를 종종 포함한다. 음이온 계면활성제, 특히, 매우 낮은 임계 미셀 (critical micelle) 농도를 갖는 음이온 계면활성제는, 이러한 관점에서 특히 문제가 나타난다. 임의의 경우에서, 잉크젯 잉크에서의 계면활성제 타입 및 농도는 본 발명의 프로세스, 및 전기-광학 성능과의 호환성을 위해 최적화 및 최소화되어야 한다.
다음으로, 본 발명의 프로세스에서 사용되는 특히 바람직한 시약, 조건 및 기술의 세부사항을 나타내도록 다음의 실시예들이 단지 예로서 제공된다.
실시예 1
이러한 실시예는 상술된 구성 방법 C를 사용하는 본 발명의 접착층 프린팅 프로세스를 나타낸다.
히드로카본 유체에 폴리머-코팅된 티타니아 (titania) 화이트 입자 및 폴리머-코팅된 구리 크로마이트 블랙 입자를 포함하는 내부 페이즈를 갖는 젤라틴/아카시아 캡슐들을 포함한 캡슐화된 전기영동 매체가 준비되었다. 전술한 미국 특허 제 7,002,728호의 실시예 4에서 실질적으로 설명된 바와 같은 수성 폴리우레탄 바인더를 사용하여, 그 캡슐들이 슬러리로 형성되었다. 결과적인 캡슐 슬러리는 느슨한 (loose) 릴리즈 시트상에 슬롯 코팅되었고, 느슨한 릴리즈 시트/캡슐층 서브-어셈블리를 형성하도록 건조되었다. 개별적으로, 커스텀 폴리우레탄 접착제가 팽팽한 (tight) 릴리즈 시트상에 코팅되었고, 그 후, 캡슐층과 접촉하는 접착층과 함께 느슨한 릴리즈 시트/캡슐층 서브-어셈블리에 라미네이트되었다. 개별적으로, 폴리아크릴레이트 (polyacrylate) 접착제가 느슨한 릴리즈 시트상에 코 팅되었다. 느슨한 릴리즈 시트가 캡슐층으로부터 벗겨졌으며, 캡슐층의 노출된 표면은, 느슨한 릴리즈 시트/폴리아크릴레이트 접착제/캡슐층/폴리우레탄 접착제/팽팽한 릴리즈 시트를 갖는 더블 릴리즈 막을 형성하기 위해 느슨한 릴리즈 시트상에서 폴리아크릴레이트 접착제에 라미네이트되었다.
이러한 더블 릴리즈 막으로부터, 6.1인치 (155mm) 전기영동 디스플레이에 적합한 사이즈의 레이저 절단부가 존재하였다. 느슨한 릴리즈 시트는 폴리아크릴레이트 접착제로부터 벗겨졌으며, 더블 릴리즈 막의 나머지 층들은 6.1인치 (155mm) 박막 트랜지스터 활성 매트릭스 백플레인에 라미네이트되었다. 그 후, 팽팽한 릴리즈 시트가 폴리우레탄 접착제로부터 벗겨져서, 잉크젯 프린팅을 위해 이러한 접착제의 표면을 노출시켰다.
그 후, 노출된 폴리우레탄 접착제 표면은, (Dimatix를 통해 일회용 카트리지로서 입수가능한) 16개의 젯트 압전 헤드를 사용하는 (미국, CA 95050 산타클라라, 마틴 애비뉴 2230, Fujifilm Dimatix, Inc로부터 상업적으로 입수가능한) Dimatix DMP-5000 재료 일회용 프린터를 사용하여 잉크젯 프린팅되었다. 일반적으로, 2 내지 3개의 헤드가 프린트 당 사용되어 젯팅 품질을 개선시켰다. 사용된 잉크들은, 시안 (Crystal UDG U4970 Cyan Jet Ink), 마젠타 (Crystal UDG U4896 Magenta Jet Ink), 및 옐로우 (Crystal UDG U4970 Yellow Jet Ink) 에서의 Sunjet Crystal UV 경화성 잉크였다. 30㎛ 드롭 간격이 사용되었다. 프린팅 영역은 x 방향에서 800 픽셀 및 y 방향에서 600 서브-픽셀로 구성되었으며, 각각의 픽셀은 153×151㎛ 이다. 이들 픽셀들은 4×600 픽셀의 그룹으로 함께 오버프린 팅 (overprint) 되었으며, 일련의 0.612×90.4mm 바 (총 200개의 바로서, 각각 67개는 시안 바 및 마젠타 바, 및 66개는 옐로우 바임) 를 형성하였다.
프린터가 시안 프린트 카트리지로 충전되고 교정되었다. 백플레인/더블 릴리즈 막이 프린터에 배치되었고, 백플레인상의 기준 마크가 Dimatix 광 및 소프트웨어를 사용하여 발견되었다. 그 후, 사인 바들이 프린팅되었다. 그 후, 프린팅된 백플레인/더블 릴리즈 막이 프린터로부터 제거되었고, 증착된 잉크를 경화시키기 위해 자외선 방사의 20W/inch (0.8W/mm) 으로 충격을 주었다. 그 후, 마젠타 및 옐로우 바로 그 프로세스가 반복되었으며, 각각의 컬러는 x 방향에서 0.612mm 만큼 오프셋되었다.
디스플레이를 완료시키기 위해, 일 표면상에 코팅한 ITO를 베어링한 5mil (127㎛) PET 막이 디스플레이를 위해 필요한 사이즈로 전달되었고, 프린팅된 접착층과 접촉한 ITO-코팅된 표면과 함께 노출되고 프린팅된 접착층에 라미네이트되었다.
실시예 2
이러한 실시예는 상기 구성 방법 A를 사용하는 본 발명의 프린팅된 보호층 프로세스를 나타낸다.
PET/ITO 막의 ITO-코팅된 표면상에 상기 실시예 1에서 설명된 것과 유사한 캡슐들을 코팅하고 건조시키고, 릴리즈 시트상에 커스텀 폴리우레탄 접착제를 개별적으로 코팅하며, 전면 라미네이트를 형성하기 위하여 캡슐층과 접촉한 접착제와 함께 PET/ITO/캡슐층 서브-어셈블리에 접착/릴리즈 시트 서브-어셈블리를 라미네이트함으로써, 캡슐화된 전기영동 디스플레이가 준비되었다. 이러한 전면 라미네이트가 일 사이즈로 절단되었으며, 제거된 릴리즈 시트 및 나머지 층들이 박막 트랜지스터 활성 매트릭스 백플레인에 라미네이트되어 모노크롬 디스플레이를 형성하였다. 모든 이전 단계들은, 전술한 미국 특허 제 6,982,178호에서 실질적으로 설명된 바와 같이 수행되었다.
이에 따라 준비된 디스플레이는, 상기 실시예 1에서와 동일한 프린터 및 잉크를 사용하여 잉크젯 프린팅되었다. 프린팅은 첨부한 도면의 도 5에서 도시된 배열을 사용하여 달성되었으며, 그 도면에서, 단일 픽셀은 굵은 선 박스내의 6×6 영역에 의해 표시된다. 도 5로부터 관측될 수 있는 바와 같이, 6×6 픽셀은 이방성이며, 3×4 시안 서브-픽셀, 3×4 마젠타 서브-픽셀 및 6×2 옐로우 서브-픽셀을 포함한다. 이러한 픽셀은 전체 디스플레이를 채우기 위해 모자이크 형태로 되며, 인접한 픽셀들은, 도 5에 도시된 바와 같이 백플레인상의 반복 유닛이 픽셀 유닛과 유사하지만 각각의 방향에서 2배로 커지도록 (도 5에 도시된 바와 같이) 수직 방향에서 서로에 대해 인버팅된다.
먼저, 시안 서브-픽셀은, x 방향에서 1.836mm 및 y 방향에서 2.416mm 만큼 오프셋된 0.918×1.208mm 직사각형의 매트릭스로서 프린팅되었다. 디스플레이가 프린터로부터 제거되었고, 프린팅된 잉크를 경화시키기 위해 자외선 방사의 20W/inch (0.8W/mm) 으로 충격을 주었다. x 방향에서 0.918mm 만큼 오프셋된 동일한 패턴이 마젠타 잉크를 사용하여 프린팅되었고, 또 다른 경화 단계가 후속하였다. 최종적으로, 일련의 옐로우 스트립들 120.8×0.604mm 이 나머지 영역에 프린팅되었고, 경화되었다.
본 발명의 프로세스는 몇몇 주요한 이점을 제공한다.
(a) 프로세스가 "원-오프 (one-off)" 제조에 매우 적합하고, 값싼 마스크 또는 유사한 디바이스가 각각의 신규한 타입의 컬러 필터 어레이에 요구되므로, 프로세스는 프로토타입 컬러 디스플레이, 심지어 활성 매트릭스 디스플레이의 신속한 구성을 위해 사용될 수 있다;
(b) 값싼 사전-형성된 컬러 필터 어레이가 요구되며, 그 어레이는 원하는 층상에 직접 프린팅함으로써 요구 즉시 제조된다. 그 결과, 결과적인 디스플레이의 비용은 매우 감소된다. 이러한 절약은 더 큰 디스플레이에 대해 특히 중요하다.
(c) 개별적으로 구성되고 라미네이트된 컬러 필터 어레이 또는 오버레이의 경우에서와 같이, 디스플레이의 광학 특성은 다수의 광학층들 때문에 열화되지 않는다. 또한, 본 발명의 많은 프로세스에서, 착색제와 이미징 층 사이의 밀접한 접촉은 시차로부터 초래하는 광학적 열화가 존재하지 않음을 의미한다.
(d) 컬러 영역들의 정렬 및 적용이 용이하기 때문에 컬러 디스플레이의 구성 및 제조가 간략화되며, 2개의 디멘젼에서 사전-형성된 컬러 필터 어레이를 백플레인과 정렬시키는 것보다, 디스플레이의 그 부분에 건조된 기준 마크들을 사용하여 활성 매트릭스 백플레인을 위치시키는 것이 더 용이하다. 또한, 잉크젯 프린팅이 제조 동안 백플레인의 디멘젼 변화에 대한 정정을 허용하므로, 이러한 구성 방법은 가요성 백플레인들에 더 적용가능 (amenable) 할 것이다.

Claims (24)

  1. 컬러 전기영동 디스플레이를 형성하는데 유용한 서브-어셈블리를 준비하는 프로세스로서,
    전기영동 재료의 층 및 노출된 표면을 갖는 접착층을 포함하는 서브-어셈블리를 제공하는 단계; 및
    상기 접착층의 노출된 표면상에 복수의 컬러 영역들을 잉크젯 프린팅하는 단계를 포함하는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 제 1 컬러 영역 및 복수의 제 2 컬러 영역이 상기 접착층의 노출된 표면상에 프린팅되며, 상기 제 1 컬러 영역 및 상기 제 2 컬러 영역은 상이한 컬러를 갖는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기영동 재료는 바인더내에 복수의 캡슐들을 포함한 캡슐화된 전기영동 재료, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅에서 사용된 잉크는, 방사선 경화성(radiation curable)이며, 상기 잉크가 프린팅된 이후, 상기 잉크를 경화시키는데 사용되는 방사선에 노출되는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅에서 사용된 잉크는 유기 용매내에 색소 입자들을 포함하는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기영동 재료의 층 및 접착층은 적어도 하나의 픽셀 전극을 포함하는 백플레인(backplane) 상에 배치되는, 서브-어셈블리 준비 프로세스.
  7. 컬러 전기영동 디스플레이를 형성하는데 유용한 서브-어셈블리로서,
    상기 서브-어셈블리는 전기영동 재료의 층 및 접착층을 포함하며,
    상기 접착층의 일 표면상에 프린팅된 복수의 컬러 영역들을 갖는, 서브-어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기영동 재료는 바인더내에 복수의 캡슐들을 포함한 캡슐화된 전기영동 재료, 또는 폴리머-분산형 전기영동 재료를 포함하는, 서브-어셈블리.
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