ES3062258T3

ES3062258T3 - Laminated electro-optic displays and methods of making the same

Info

Publication number: ES3062258T3
Application number: ES25156913T
Authority: ES
Inventors: George G Harris; Richard J Paolini; Matthew Joseph Kayal; Steven Joseph Battista; Harit Doshi
Original assignee: E Ink Corp
Current assignee: E Ink Corp
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2026-04-09
Anticipated expiration: 2037-11-15
Also published as: US20180149942A1; JP2019536116A; EP3548966A1; CN114995006A; EP3548966A4; CN114995006B; JP6764038B2; CN109983399B; TW201825995A; EP3992706C0; KR20190060889A; ES3020088T3; TW202028836A; KR102308588B1; EP3992706B1; PL3992706T3; EP3992706A1; US11829047B2; JP2021009394A; TWI691773B

Abstract

Se proporciona una pantalla electroóptica laminada que comprende: un sustrato frontal transparente; un sustrato posterior con varios conductores; y varias capas entre el sustrato frontal y el posterior. Estas capas comprenden una capa de material electroóptico, una primera capa conductora situada entre el sustrato frontal y el material electroóptico, y una segunda capa conductora situada entre el material electroóptico y el sustrato posterior. El sustrato posterior incluye un orificio pasante relleno de un material conductor, de manera que al menos uno de los conductores está conectado eléctricamente a la primera capa conductora a través del material conductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivos de visualización electroópticos laminados y métodos para su fabricación

[0003] Referencia cruzada a la solicitud relacionada

[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio y la prioridad de la Solicitud Provisional de EE.UU. con N.º de Serie 62/427.970, presentada el 30 de noviembre de 2016.

[0005] Campo de la invención

[0006] Esta invención se refiere a dispositivos de visualización electroópticos laminados y a los procesos para la producción de dispositivos de visualización electroópticos. Más específicamente, en un aspecto esta invención se refiere a un método de fabricación de un dispositivo de visualización electroóptico laminado para proporcionar una conexión de placa superior (TPC), es decir, una conexión eléctrica entre los conductores en una placa posterior y la capa conductora del laminado de placa frontal.

[0007] Antecedentes

[0008] El término "electroóptico", como se aplica a un material o un dispositivo de visualización, se utiliza en el presente documento en su significado convencional en la técnica de formación de imágenes para referirse a un material que tiene un primer y un segundo estados de visualización que difieren en al menos una propiedad óptica, siendo el material cambiado de su primer a su segundo estado de visualización por la aplicación de un campo eléctrico al material. Aunque la propiedad óptica normalmente es el color perceptible para el ojo humano, puede ser otra propiedad óptica, tal como la transmisión óptica, la reflectancia, la luminiscencia o, en el caso de dispositivos de visualización destinados a la lectura automática, el pseudocolor en el sentido de un cambio en la reflectancia de las longitudes de onda electromagnéticas fuera del rango visible.

[0009] Se conocen varios tipos de dispositivos de visualización electroópticos. Un tipo de dispositivo de visualización electroóptico es un tipo de elemento bicromático giratorio, como se describe, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. n.º 5.808.783; 5.777.782; 5.760.761; 6.054.071; 6.055.091; 6.097.531; 6.128.124; 6.137.467; y 6.147.791 (aunque a este tipo de dispositivo de visualización se le suele denominar dispositivo de visualización de "bola bicromática giratoria", se prefiere el término "elemento bicromático giratorio" por ser más preciso, ya que en algunas de las patentes mencionadas anteriormente los elementos giratorios no son esféricos). Tal dispositivo de visualización utiliza una gran cantidad de cuerpos pequeños (normalmente esféricos o cilíndricos) que tienen dos o más secciones con diferentes características ópticas y un dipolo interno. Estos cuerpos están suspendidos dentro de vacuolas llenas de líquido dentro de una matriz; las vacuolas están llenas de líquido de modo que los cuerpos sean libres para girar. La apariencia del dispositivo de visualización se modifica al aplicarle un campo eléctrico, rotando así los cuerpos a diferentes posiciones y variando cuál de las secciones de los cuerpos se ve a través de una superficie de visualización.

[0010] Otro tipo de dispositivo de visualización electroóptico utiliza un medio electrocrómico, por ejemplo un medio electrocrómico en forma de una película nanocromática que comprende un electrodo formado al menos en parte a partir de un óxido metálico semiconductor y una pluralidad de moléculas de colorante capaces de cambiar de color de forma reversible unidas al electrodo; véase, por ejemplo, O'Regan, B., y col., Nature 1991, 353, 737; y Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (marzo de 2002). Véase también Bach, U., y col., Adv. Mater., 2002, 14(11), 845. Películas nanocromáticas de este tipo también se describen, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. n.º 6.301.038; 6.870.657; y 6.950.220. Este tipo de medio también suele ser biestable.

[0011] Otro tipo de dispositivo de visualización electroóptico es un dispositivo de visualización de electrohumectación desarrollado por Philips y descrito en Hayes, R.A., y col., "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (2003). En la Patente de EE.UU. n.º 7.420.549 se muestra que tales dispositivos de visualización de electrohumectación pueden hacerse biestables.

[0012] Un tipo de dispositivo de visualización electroóptico, que ha sido objeto de intensa investigación y desarrollo durante varios años, es el dispositivo de visualización electroforético basado en partículas, en el que una pluralidad de partículas cargadas se mueven a través de un fluido bajo la influencia de un campo eléctrico. Los dispositivos de visualización pueden tener atributos de buen brillo y contraste, amplios ángulos de visión, biestabilidad de estado y bajo consumo de energía en comparación con los dispositivos de visualización de cristal líquido.

[0013] Numerosas patentes y solicitudes asignadas a o en nombre del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), E Ink Corporation, E Ink California, LLC y compañías relacionadas describen diferentes tecnologías utilizadas en medios electroforéticos y otros medios electroópticos encapsulados y de microceldas. Los medios electroforéticos encapsulados comprenden numerosas cápsulas pequeñas, cada una de las cuales comprende una fase interna que contiene partículas electroforéticamente móviles en un medio fluido y una pared de cápsula que rodea la fase interna. Normalmente, las cápsulas se mantienen dentro de un aglutinante polimérico para formar una capa coherente posicionada entre dos electrodos. En un dispositivo de visualización electroforético de microceldas, las partículas cargadas y el fluido no están encapsulados dentro de microcápsulas sino que quedan retenidos dentro de una pluralidad de cavidades formadas dentro de un medio portador, normalmente una película polimérica. Las tecnologías descritas en estas patentes y solicitudes incluyen:

[0014] (a) Partículas electroforéticas, fluidos y aditivos para fluidos; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. n.º 7.002.728 y 7.679.814;

[0015] (b) Cápsulas, aglutinantes y procesos de encapsulación; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. n.º 6.922.276 y 7.411.719;

[0016] (c) Estructuras de microceldas, materiales de pared y métodos de formación de microceldas; véanse, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos n.º 7.072.095 y 9.279.906;

[0017] (d) Métodos para llenar y sellar microceldas; véanse, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos n.º 7.144.942 y 7.715.088;

[0018] (e) Películas y subconjuntos que contienen materiales electroópticos; véanse, por ejemplo, las patentes de EE.UU. n.º 6.982.178 y 7.839.564;

[0019] (f) Placas posteriores, capas adhesivas y otras capas auxiliares y métodos utilizados en dispositivos de visualización; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. n.º 7.116.318 y 7.535.624;

[0020] (g) Formación de color y ajuste de color; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. n.º 7.075.502 y 7.839.564; (h) Métodos para controlar dispositivos de visualización; véanse, por ejemplo, las patentes de EE.UU. n.º 7.012.600 y 7.453.445;

[0021] (i) Aplicaciones de dispositivos de visualización; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE. UU. n.º 7.312.784 y 8.009.348; y

[0022] (j) Dispositivos de visualización no electroforéticos, como se describe en las Patentes de EE. UU. n.º 6.241.921 y 2015/0277160; y aplicaciones de encapsulación y tecnología de microceldas distintas de los dispositivos de visualización; véanse, por ejemplo, las Publicaciones de Solicitudes de Patente de EE. UU. n.º 2015/0005720 y 2016/0012710.

[0023] Muchas de las patentes y solicitudes mencionadas anteriormente reconocen que las paredes que rodean las microcápsulas discretas en un medio electroforético encapsulado podrían reemplazarse por una fase continua, produciendo así un denominado dispositivo de visualización electroforético disperso en polímero, en el que el medio electroforético comprende una pluralidad de gotitas discretas de un fluido electroforético y una fase continua de un material polimérico, y que las gotitas discretas de fluido electroforético dentro de tal dispositivo electroforético disperso en polímero pueden considerarse cápsulas o microcápsulas aunque no haya ninguna membrana de cápsula discreta asociada con cada gotita individual; véase, por ejemplo, la Patente de EE.UU. n.º 6.866.760 antes mencionada. Por consiguiente, para los fines de la presente solicitud, tales medios electroforéticos dispersos en polímeros se consideran subespecies de medios electroforéticos encapsulados. Un dispositivo de visualización electroforético encapsulado normalmente no sufre el modo de fallo de agrupamiento y asentamiento de los dispositivos electroforéticos tradicionales y proporciona ventajas adicionales, tales como la capacidad de imprimir o recubrir el dispositivo de visualización en una amplia variedad de sustratos flexibles y rígidos. (La utilización de la palabra "impresión" pretende incluir todas las formas de impresión y recubrimiento, incluyendo, entre otros: recubrimientos previamente dosificados, tales como recubrimiento con matriz de parche, recubrimiento por ranura o extrusión, recubrimiento deslizante o en cascada, recubrimiento por cortina; recubrimiento con rodillo, tal como recubrimiento con cuchilla sobre rodillo, recubrimiento con rodillo hacia adelante y hacia atrás; recubrimiento por huecograbado; recubrimiento por inmersión; recubrimiento por pulverización; recubrimiento por menisco; recubrimiento por centrifugación; recubrimiento con brocha; recubrimiento con cuchilla de aire; procesos de serigrafía; procesos de impresión electrostática; procesos de impresión térmica; procesos de impresión por inyección de tinta; deposición electroforética (véase la patente de EE. UU. n.º 7.339.715); y otras técnicas similares.) Así, el dispositivo de visualización resultante puede ser flexible. Además, como el medio de visualización se puede imprimir (utilizando diversos métodos), el dispositivo de visualización en sí se puede fabricar de forma económica.

[0024] También se pueden utilizar otros tipos de medios electroópticos en los dispositivos de visualización de la presente invención.

[0025] Un dispositivo de visualización electroóptico normalmente comprende una capa de material electroóptico y al menos otras dos capas dispuestas en lados opuestos del material electroóptico, siendo una de estas dos capas una capa de electrodos. En la mayoría de tales dispositivos de visualización, ambas capas son capas de electrodos y una o ambas de las capas de electrodos están diseñadas para definir los píxeles del dispositivo de visualización. Por ejemplo, una capa de electrodos puede diseñarse en electrodos de fila alargados y la otra en electrodos de columna alargados que corren en ángulos rectos respecto de los electrodos de fila, definiéndose los píxeles mediante las intersecciones de los electrodos de fila y de columna. Alternativamente, y más comúnmente, una capa de electrodos tiene la forma de un único electrodo continuo y la otra capa de electrodos está diseñada en una matriz de electrodos de píxeles, cada uno de los cuales define un píxel del dispositivo de visualización. En otro tipo de dispositivo de visualización electroóptico, que está diseñado para utilizarse con un lápiz óptico, un cabezal de impresión o un electrodo móvil similar separado del dispositivo de visualización, solo una de las capas adyacentes a la capa electroóptica comprende un electrodo, y la capa del lado opuesto de la capa electroóptica normalmente es una capa protectora destinada a impedir que el electrodo móvil dañe la capa electroóptica.

[0027] La fabricación de un dispositivo de visualización electroóptico de tres capas normalmente implica al menos una operación de laminación. Por ejemplo, en varias de las patentes y solicitudes del MIT y de E Ink mencionadas anteriormente, se describe un proceso para fabricar un dispositivo de visualización electroforético encapsulado en el que un medio electroforético encapsulado que comprende cápsulas en un aglutinante se recubre sobre un sustrato flexible que comprende óxido de indio y estaño (ITO) o un recubrimiento conductor similar (que actúa como un electrodo del dispositivo de visualización final) sobre una película de plástico, y las cápsulas/recubrimiento de aglutinante se secan para formar una capa coherente del medio electroforético firmemente adherida al sustrato. Por separado, se prepara una placa posterior que contiene una matriz de electrodos de píxeles y una disposición apropiada de conductores para conectar los electrodos de píxeles al circuito de control. Para formar el dispositivo de visualización final, el sustrato que tiene la capa de cápsula/aglutinante sobre él se lamina a la placa posterior utilizando un adhesivo de laminación. (Se puede utilizar un proceso muy similar para preparar un dispositivo de visualización electroforético que se pueda utilizar con un lápiz óptico o un electrodo móvil similar, reemplazando la placa posterior con una capa protectora simple, tal como una película de plástico, sobre la que se pueda deslizar el lápiz óptico u otro electrodo móvil.) En una forma preferida de tal proceso, la placa posterior es en sí misma flexible y se prepara imprimiendo los electrodos y conductores de píxeles sobre una película de plástico u otro sustrato flexible. La técnica de laminación obvia para la producción en masa de dispositivos de visualización mediante este proceso es la laminación con rollo utilizando un adhesivo de laminación. Se pueden utilizar técnicas de fabricación similares con otros tipos de dispositivos de visualización electroópticos. Por ejemplo, un medio electroforético de microcelda o un medio de elemento bicromático giratorio se puede laminar a una placa posterior prácticamente de la misma manera que un medio electroforético encapsulado.

[0029] Los dispositivos de visualización electroópticos, incluyendo los dispositivos de visualización electroforéticos, pueden ser costosos; por ejemplo, el coste de la pantalla LCD en color que se encuentra en un ordenador portátil es normalmente una fracción sustancial del coste total del ordenador. A medida que el uso de tales dispositivos de visualización se extiende a dispositivos, tales como teléfonos celulares y asistentes digitales personales (PDA), mucho menos costosos que los ordenadores portátiles, existe una gran presión para reducir los costes de tales dispositivos de visualización. La capacidad de formar capas de medios electroforéticos mediante técnicas de impresión sobre sustratos flexibles, como se analizó anteriormente, abre la posibilidad de reducir el coste de los componentes electroforéticos de los dispositivos de visualización mediante el uso de técnicas de producción en masa, tales como el recubrimiento rollo a rollo utilizando equipos comerciales utilizados para la producción de papeles recubiertos, películas poliméricas y medios similares. Sin embargo, la capacidad de utilizar el recubrimiento rollo a rollo para la producción en masa de dispositivos de visualización electroópticos que tienen dimensiones relativamente grandes es limitada debido a la necesidad de una alineación precisa del laminado de placa frontal y la placa posterior.

[0031] El documento EP 2916168 A1 describe que un laminado de placa frontal útil en la fabricación de dispositivos de visualización electroforéticos comprende, en orden, una capa conductora de electricidad que transmite la luz, una capa de un medio electroforético en contacto eléctrico con la capa conductora de electricidad, una capa adhesiva y una lámina desprendible. Este laminado de placa frontal puede prepararse como una banda continua, cortarse a medida, retirarse la lámina desprendible y laminarse el laminado a una placa posterior para formar un dispositivo de visualización electroforético. También se describen métodos para proporcionar vías conductoras a través del medio electroforético y para probar el laminado de placa frontal.

[0033] El documento US 2014/0027044 A1 describe que la conexión eléctrica entre la placa posterior y el electrodo frontal de un dispositivo de visualización electroóptico se proporciona formando un laminado de placa frontal que comprende, en orden, una capa conductora de electricidad que transmite la luz, una capa de material electroóptico y una capa de adhesivo de laminación; formando una abertura a través de las tres capas del laminado de placa frontal; e introduciendo un material fluido y eléctricamente conductor en la abertura, estando el material fluido y eléctricamente conductor en contacto eléctrico con la capa conductora de electricidad y transmisora de luz y extendiéndose a través de la capa adhesiva.

[0034] El documento US 2013/0141776 A1 describe una placa posterior para un dispositivo de visualización electroforético provisto de una pluralidad de capas, incluyendo una capa de película base, una capa de interconexión, una capa de lámina y una capa de película de visualización. La capa de lámina incluye al menos un espacio formado por láser, definiéndose dicho espacio en la capa de lámina después de que la capa de lámina se haya aplicado a una de las otras capas. En una realización, la capa de interconexión es una capa de interconexión impresa. En otra realización, la capa de interconexión es una segunda capa de lámina.

[0035] Así, existe una necesidad de mejorar las técnicas de producción en masa asociadas con la fabricación de dispositivos de visualización electroópticos laminados.

[0036] Resumen de la invención

[0037] Se proporciona en la reivindicación 1 adjunta un dispositivo de visualización electroóptico de placa posterior de accionamiento directo.

[0038] Estos y otros aspectos de la presente invención resultarán evidentes a la vista de la siguiente descripción. Breve descripción de las figuras

[0039] Las Figuras del dibujo representan una o más implementaciones de acuerdo con los conceptos actuales, sólo a modo de ejemplo, no a modo de limitaciones. En las figuras, los números de referencia similares se refieren a elementos iguales o similares.

[0040] La FIGURA 1 es una sección transversal esquemática a través de un laminado de placa frontal utilizado en un proceso según una realización de la presente invención;

[0041] La FIGURA 2A es una vista esquemática en planta superior de un sustrato de una placa posterior utilizada en un proceso según una realización de la presente invención;

[0042] La FIGURA 2B es una vista esquemática en planta superior del sustrato de la FIGURA 2A recubierto con una capa aislante;

[0043] La FIGURA 2C es una vista esquemática en planta superior del sustrato de la FIGURA 2B recubierto con una capa conductora inferior;

[0044] La FIGURA 2D es una vista esquemática en planta inferior del laminado de placa frontal de la FIGURA 1 que tiene una región de capa conductora superior expuesta;

[0045] La FIGURA 3A es una vista esquemática en planta inferior de una placa posterior laminada a un laminado de placa frontal según otra realización de la presente invención;

[0046] La FIGURA 3B es una vista ampliada de la pestaña de la placa posterior de la FIGURA 3A;

[0047] La FIGURA 3C es una vista ampliada de otra realización de una pestaña para una placa posterior;

[0048] La FIGURA 3D es una vista ampliada de otra realización más de un recorte para una placa posterior;

[0049] La FIGURA 3E es una vista ampliada de otra realización más de un recorte para una placa posterior.

[0050] La FIGURA 4 es una sección transversal esquemática a lo largo del eje I-I del laminado de la FIGURA 3A; La FIGURA 5 es una sección transversal esquemática del laminado de la FIGURA 4 después de que se ha retirado la pestaña de la placa posterior;

[0051] La FIGURA 6 es una sección transversal esquemática del laminado de la FIGURA 5 después de que se ha retirado una parte del medio electroóptico;

[0052] La FIGURA 7 es una sección transversal esquemática del laminado de la FIGURA 6 después de que se haya llenado un vacío con un material conductor;

[0053] La FIGURA 8 es una sección transversal esquemática de un laminado según otra realización de la invención después de que se haya llenado un vacío con un material conductor;

[0054] La FIGURA 9 es una sección transversal esquemática de un laminado según otra realización más de la invención después de que se haya llenado un vacío con un material conductor; y

[0055] La FIGURA 10 es una vista lateral transversal esquemática de un dispositivo de visualización electroóptico hecho según otra realización de la presente invención.

[0056] Descripción detallada

[0057] En la siguiente descripción detallada se exponen numerosos detalles específicos a modo de ejemplos para proporcionar una comprensión completa de las enseñanzas pertinentes. Sin embargo, debería ser evidente para los expertos en la técnica que las presentes enseñanzas pueden practicarse sin tales detalles.

[0058] Los diferentes ejemplos descritos en esta sección se refieren a un método para formar un dispositivo de visualización a través de una técnica de laminación sin precisión que al mismo tiempo permite conexiones de placa superior pequeñas y ubicadas con precisión. En general, según una realización de la presente invención, la placa posterior puede estar provista de un orificio que se extiende a través de la parte final de un conductor que está formado en la placa posterior. Después de la laminación, la capa conductora superior del laminado de placa frontal se puede limpiar de medios electroópticos y de adhesivo de laminación a través del orificio en la placa posterior. Esto expone la capa conductora superior y permite que se cargue un relleno conductor dispensable en el orificio para realizar una conexión eléctrica entre la capa conductora superior y el conductor incrustado en la placa posterior.

[0059] Con referencia a las figuras en general, se proporciona un dispositivo de visualización electroóptico laminado que comprende un sustrato frontal transparente; un sustrato posterior que tiene una pluralidad de conductores; y una pluralidad de capas entre el sustrato frontal y el sustrato posterior, comprendiendo la pluralidad de capas una capa de medio electroóptico, una primera capa conductora posicionada entre el sustrato frontal y el medio electroóptico, y una segunda capa conductora posicionada entre el medio electroóptico y el sustrato posterior, en donde el sustrato posterior incluye un orificio pasante lleno de un material conductor de tal manera que al menos uno de la pluralidad de conductores está conectado eléctricamente a través del material conductor a la primera capa conductora.

[0060] Diferentes realizaciones de la presente invención también incluyen un método para formar un dispositivo de visualización electroóptico. El método comprende formar un laminado de placa frontal que comprende, en este orden, un primer sustrato, una primera capa conductora, una capa de medio electroóptico y un adhesivo, siendo el primer sustrato y la primera capa conductora transparentes; recubrir una capa aislante y una segunda capa conductora sobre un segundo sustrato que comprende una pluralidad de conductores para proporcionar una placa posterior; rayar el segundo sustrato para proporcionar una parte extraíble; laminar el laminado de placa frontal a la placa posterior; retirar la parte del segundo sustrato para proporcionar una abertura en la placa posterior; y llenar la abertura con un material conductor para proporcionar una conexión eléctrica entre la primera capa conductora y uno de la pluralidad de conductores.

[0061] La parte del segundo sustrato en el método descrito anteriormente se puede cortar cerca del conductor. La etapa de rayado también puede ocurrir antes o después de recubrir el segundo sustrato con la capa aislante y la segunda capa conductora. La etapa de retirada puede exponer el medio electroóptico y el adhesivo dentro de la abertura, de modo que al menos parte del medio electroóptico y el adhesivo dentro de la abertura después de la etapa de laminación para exponer la primera capa conductora se puedan limpiar y/o retirar. La parte del segundo sustrato puede cortarse en forma de solapa. Además, la segunda capa conductora se puede aplicar a dos superficies opuestas del segundo sustrato.

[0062] A continuación se hace referencia en detalle a los ejemplos ilustrados en los dibujos adjuntos y que se analizan a continuación.

[0063] En la Figura 1, se proporciona una sección transversal esquemática de un laminado 100 de placa frontal ("FPL"). El FPL 100 es similar a los descritos en la Patente de EE. UU. n.º 6.982.178 antes mencionada, cuyo contenido se incorpora en el presente documento como referencia. El FPL 100 puede comprender, en orden, una capa eléctricamente conductora transmisora de luz; una capa de un medio electroóptico sólido en contacto eléctrico con la capa eléctricamente conductora; una capa adhesiva; y una lámina desprendible. Normalmente, la capa 104 conductora de electricidad y transmisora de luz se aplica a un sustrato 102 transmisor de luz, que es preferiblemente flexible, en el sentido de que el sustrato se puede enrollar manualmente alrededor de un tambor de 10 pulgadas (254 mm) de diámetro, por ejemplo, sin deformación permanente. El término "transmisor de luz" se utiliza en el presente documento a lo largo de la memoria descriptiva y pretende significar que la capa así designada transmite suficiente luz para permitir que un observador, que mire a través de esa capa, observe el cambio en los estados de visualización del medio electroóptico, que normalmente se verá a través de la capa eléctricamente conductora y el sustrato adyacente (si está presente); en los casos en los que el medio electroóptico muestre un cambio en la reflectividad en longitudes de onda no visibles, el término "transmisor de luz" debe, por supuesto, interpretarse como una referencia a la transmisión de las longitudes de onda no visibles relevantes. El sustrato 102 puede fabricarse a partir de vidrio o de una película polimérica, por ejemplo, y puede tener un grosor en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 25 mil (25 a 634 μπι), preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 mil (51 a 254 μπι). La capa conductora superior 104 puede comprender una capa delgada de metal u óxido de metal, por ejemplo, ITO, o puede ser un polímero conductor, tal como PEDOT.

[0064] Se aplica un recubrimiento de medio electroóptico 106 sobre la capa conductora superior 104, de tal manera que el medio electroóptico 106 está en contacto eléctrico con la capa conductora superior 104. El medio electroóptico 106 puede, preferiblemente, tener la forma de un medio electroforético encapsulado de partículas duales de carga opuesta del tipo descrito en la Solicitud de Patente de EE. UU.2002/0185378, cuyo contenido se incorpora por referencia en el presente documento. El medio puede comprender medios de dispersión encapsulados dentro de un aglutinante. El medio de dispersión puede contener un líquido a base de hidrocarburos en el que se suspenden partículas blancas cargadas negativamente y partículas negras cargadas positivamente. Al aplicar un campo eléctrico a través del medio electroóptico 106, las partículas blancas pueden moverse al electrodo positivo y las partículas negras pueden moverse al electrodo negativo, por ejemplo, de modo que el medio electroóptico 106 parece, para un observador que mira el dispositivo de visualización a través del sustrato 102, blanco o negro dependiendo de si la capa conductora superior 104 es positiva o negativa en relación con la placa posterior en cualquier punto dentro del dispositivo de visualización final. El medio electroóptico 106 puede comprender alternativamente una pluralidad de partículas coloreadas además de partículas negras y/o blancas, por ejemplo, teniendo cada color una polaridad y una intensidad de carga respectivas.

[0065] Se puede aplicar una capa de adhesivo 108 de laminación sobre la capa 106 de medio electroóptico, y una capa 110 de liberación sobre la capa adhesiva 108. La capa de liberación 110 puede ser una película de PET, por ejemplo, de aproximadamente 7 milésimas de pulgada de grosor, que puede estar provista de cualquier revestimiento de liberación apropiado, por ejemplo, un revestimiento de silicona. La presencia de esta capa adhesiva de laminación afecta las características electroópticas de los dispositivos de visualización. En particular, la conductividad eléctrica de la capa adhesiva de laminación afecta tanto al rendimiento a baja temperatura como a la resolución del dispositivo de visualización. El rendimiento a baja temperatura del dispositivo de visualización se puede mejorar aumentando la conductividad de la capa adhesiva de laminación, por ejemplo, dopando la capa con hexafluorofosfato de tetrabutilamonio u otros materiales como se describe en las Patentes de EE. UU. n.º 7.012.735 y 7.173.752, cuyo contenido se incorpora como referencia en el presente documento. El FPL puede incluir opcionalmente una segunda capa conductora delgada, preferiblemente de aluminio, entre la lámina 110 de liberación y el adhesivo laminado 108 que puede retirarse con la lámina 110 de liberación. La segunda capa conductora se puede utilizar para probar el medio electroóptico.

[0066] El FPL también puede proporcionarse en otras formas, tales como una "lámina de liberación doble" como se describe en la Patente de EE. UU. n.º 7.561.324 o un "laminado de placa frontal invertida", como se describe en la Patente de EE. UU. n.º 7.839.564, cuyos contenidos se incorporan en el presente documento por referencia en su totalidad.

[0067] Con referencia ahora a las Figuras 2A a 2C, se ilustra un esquema de una placa posterior 200 de accionamiento directo. La placa posterior 200, similar al FPL 100, puede incluir una pluralidad de capas que pueden ser flexibles. El sustrato subyacente puede estar formado por un material polimérico ablativo, tal como una poliimida, por ejemplo. El sustrato también puede incluir otras capas opcionales, tales como una barrera reflectante/de humedad. Se puede utilizar cualquier método conocido por aquellos expertos en la técnica para fabricar una placa posterior para su uso en los procesos de laminación y dispositivos de visualización laminados de la presente invención, tal como la Patente de EE. UU.7.223.672, cuyo contenido se incorpora como referencia en el presente documento.

[0068] Hay tres categorías principales de placas posteriores: una matriz activa, una matriz pasiva y una placa posterior de accionamiento directo. Se puede utilizar cualquier tipo de placa posterior en las diferentes realizaciones de la presente invención para proporcionar una conexión de placa superior dentro del perímetro del laminado.

[0069] Para una placa posterior de matriz activa, se forma una matriz de transistores de película delgada (TFT) en la superficie de un sustrato y cada transistor actúa como un interruptor para un píxel. El TFT está direccionado por un conjunto de electrodos multiplexados estrechos (líneas de puerta y líneas de fuente). Se accede a un píxel aplicando tensión a una línea de compuerta que enciende el TFT y permite que una carga desde la línea de fuente fluya hacia el electrodo trasero. Esto establece una tensión en el píxel y lo enciende.

[0070] Las placas posteriores de matriz pasiva utilizan una rejilla simple para suministrar la carga a un píxel particular en el dispositivo de visualización. Las rejillas se forman sobre los sustratos superior e inferior. Un sustrato forma las "columnas" y el otro sustrato forma las "filas". El cableado de la columna o filas está hecho de un material conductor transparente, generalmente óxido de indio y estaño (ITO). Las filas o columnas están conectadas a circuitos integrados que controlan cuándo se envía una carga a una columna o fila en particular.

[0071] En la placa posterior 200 de accionamiento directo, el sustrato inferior 202 puede incluir un conector eléctrico 204 ubicado en un borde del sustrato 202 desde el cual se extiende una pluralidad de conductores 206, 207, 208. Se puede utilizar cualquier método conocido por aquellos expertos en la técnica para rastrear los conductores 206, 207, 208 sobre la superficie del sustrato 202, tal como métodos de recubrimiento. Entre la pluralidad de conductores, uno de los 206 se utiliza para formar la conexión de placa superior con la capa conductora superior del FPL. Según diferentes realizaciones de la invención, el conductor 206 utilizado para formar la conexión de placa superior puede incluir un recorte 214, que se describirá con más detalle a continuación.

[0073] El sustrato 202 de la placa posterior 200 de accionamiento directo se recubrirá con una capa aislante 210, como se ilustra en la Figura 2B. La capa aislante 210 está hecha preferiblemente de un material dieléctrico, tal como nitruro de silicio, un polímero aislante o un monómero u oligómero reticulable. La capa aislante 210 se aplica para cubrir la mayor parte del material conductor, dejando expuestas las partes finales de los conductores 206, 207, 208. A continuación, se aplica una capa conductora segmentada 212a y 212b sobre los conductores 207 y 208 que no formarán parte de la conexión de placa superior, como se ilustra en la Figura 2C. Las capas conductoras segmentadas 212a y 212b se aplican de tal manera que cada segmento esté conectado eléctricamente a su conductor respectivo 207 y 208, lo que puede lograrse dejando un área de material aislante 210 entre los segmentos 212a y 212b. La capa conductora también se aplica de manera que evitará una conexión eléctrica con el conductor 206, que formará parte de la conexión de placa superior. Por ejemplo, la capa conductora 212b se puede aplicar de tal manera que quede un límite de capa aislante 210 entre el conductor 206 y la capa conductora 212b, como se ilustra en la Figura 2C.

[0075] El ensamblaje de un dispositivo de visualización electroóptico utilizando el FPL 100 se puede efectuar retirando la lámina desprendible 110 y poniendo en contacto la capa adhesiva 108 con la placa posterior 200 bajo condiciones efectivas para hacer que la capa adhesiva 108 se adhiera a la placa posterior 200, asegurando de este modo la capa adhesiva 108, la capa 106 de medio electroóptico y la capa superior eléctricamente conductora 104 a la placa posterior 200, y luego cortándola en pedazos de cualquier tamaño necesario para su uso con placas posteriores específicas. Sin embargo, como con referencia a las Figuras 2C y 2D, la placa posterior 200 y el FPL 100 deben laminarse, de tal manera que el extremo del conductor 206 se conecte eléctricamente solo a un área específica de la capa conductora superior 104, expuesta a través de la capa adhesiva 108, como se ilustra en la Figura 2D. Anteriormente, esto se lograba cortando o limpiando el FPL para exponer la sección específica de la capa conductora superior que entrará en contacto con el conductor correspondiente en la placa posterior. Si la sección del FPL se corta y se limpia antes de la laminación a la placa posterior, el FPL debe estar alineado con precisión con la placa posterior. Esto es especialmente difícil con dispositivos de visualización grandes, en particular cuando se fabrican prototipos o dispositivos de visualización personalizados sin plantillas de alineación. Las plantillas de alineación no son prácticas para exhibiciones únicas e incluso pueden resultar imposibles para algunas exhibiciones con formas irregulares. Si la sección del FPL se realiza después de la laminación, es probable que el proceso de limpieza dañe la capa conductora de placa superior y/o posterior.

[0077] El proceso según diferentes realizaciones de la presente invención supera las desventajas de las técnicas de laminación anteriores al utilizar un recorte 214 que se marca dentro del perímetro de una parte final de un conductor que forma parte de la conexión de placa superior. Para producir un módulo de visualización según una realización de la presente invención, el FPL primero debe laminarse a una placa posterior que tenga un recorte. El FPL se puede cortar en un tamaño más grande que el tamaño final del dispositivo de visualización e incluso podría ser una lámina continua como en un proceso de rollo a rollo. Esto permite tolerancias aproximadas en la alineación del FPL y la placa posterior, lo que resulta especialmente útil para dispositivos de visualización grandes. Una vez laminado, el dispositivo de visualización se puede cortar a su tamaño final, posiblemente utilizando marcas de alineación o pines en la placa posterior para permitir una alineación precisa del corte con la placa posterior. Como se ilustra en las Figuras 3A a 3C, el recorte 214 en la superficie posterior de la placa posterior 200 puede formar una pestaña o solapa, de modo que el recorte 214 se pueda retirar fácilmente tras la laminación de la placa posterior al FPL. El recorte puede tener diversas formas, tales como rectangular, circular, etc., y se puede utilizar cualquier método conocido por los expertos en la técnica para rayar el material de la placa posterior, tal como el corte por láser, por ejemplo. Si la placa posterior está hecha de vidrio, se puede utilizar el corte por láser, así como otros métodos, tales como cortar o taladrar con una sierra o un taladro de diamante, por ejemplo. Si se utiliza una sierra de diamante, se puede crear una pestaña rectangular a partir de dos cortes prácticamente paralelos que se originan en el borde de la placa posterior, tal como la pestaña 214 ilustrada en la Figura 3E. Alternativamente, los cortes pueden converger para formar una pestaña cónica, similar a una forma triangular o trapezoidal, por ejemplo. En una realización menos preferida, se puede perforar un orificio en la placa posterior y cubrirlo con una cubierta extraíble, tal como una pegatina, que tenga un área al menos tan grande como la abertura. La cubierta extraíble serviría como la pestaña extraíble.

[0079] En otra realización de la presente invención, el recorte 214 puede ser un círculo segmentado y se puede incorporar una ranura 215 alrededor del centro del círculo segmentado 214. La ranura 215 puede estar dimensionada para recibir una herramienta, tal como un destornillador de cabeza plana, por ejemplo, y las tiras delgadas de material que separan los segmentos del círculo 214 pueden ser suficientemente delgadas, de tal manera que la rotación del recorte 214 con una herramienta hará que las tiras delgadas de material se rompan y permitan la retirada del recorte 214 del sustrato 202. El recorte 214 puede dividirse en cualquier número de segmentos, preferiblemente al menos dos, y la ranura 215 puede tener cualquier forma que pueda acoplarse con una herramienta. Por ejemplo, la ranura 215 puede tener forma de cruz para acomodar un destornillador Philips o de hexágono para acomodar una llave Allen.

[0081] La laminación del FPL a la placa posterior puede llevarse a cabo ventajosamente mediante laminación al vacío. La laminación al vacío es eficaz para expulsar el aire de entre los dos materiales que se están laminando, evitando así burbujas de aire no deseadas en el dispositivo de visualización final; tales burbujas de aire pueden introducir artefactos indeseables en las imágenes producidas en el dispositivo de visualización. Sin embargo, la laminación al vacío de las dos partes de un dispositivo de visualización electroóptico de esta manera impone requisitos estrictos sobre el adhesivo de laminación utilizado, especialmente en el caso de un dispositivo de visualización que utiliza un medio electroforético encapsulado. El adhesivo de laminación debe tener suficiente fuerza adhesiva para unir la capa electroóptica a la placa posterior y, en el caso de un medio electroforético encapsulado, el adhesivo también debe tener suficiente fuerza adhesiva para mantener unidas mecánicamente las cápsulas. Es preferible que el adhesivo sea químicamente compatible con todos los demás materiales del dispositivo de visualización. Si el dispositivo de visualización electroóptico va a ser de tipo flexible, el adhesivo debe tener suficiente flexibilidad para no introducir defectos en el dispositivo de visualización cuando el dispositivo de visualización se flexione. El adhesivo de laminación debe tener propiedades de flujo adecuadas a la temperatura de laminación para garantizar una laminación de alta calidad. Además, la temperatura de laminación es preferiblemente lo más baja posible. Un ejemplo de un adhesivo de laminación útil que puede incorporarse en las diferentes realizaciones de la presente invención es una dispersión acuosa de poliuretano conocida como dispersión "TMXDI/PPO", como se describe en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. UU. n.º 2005/0107564, cuyo contenido se incorpora por referencia en el presente documento.

[0083] Con referencia ahora a las Figuras 4 a 7, se describirá ahora un proceso para realizar una conexión de placa superior según una realización de la presente invención. Las Figuras 4 a 7 muestran una sección transversal esquemática parcial a lo largo del eje I-I de la Figura 3A. Como se ilustra en la Figura 4, el recorte 214 en el sustrato 202 de la placa posterior se incorporó antes de la formación del conductor 206.

[0085] Como resultado de la operación de recubrimiento para formar el conductor 206, el material del conductor 206 llena el espacio entre el recorte 214 y el sustrato 202. Por lo tanto, se prefiere formar el recorte 214 antes de formar los conductores 206, como se muestra mejor en la Figura 7, para aumentar el área de contacto superficial de la parte del conductor que formará el conector de placa superior. También se prefiere proporcionar un recorte 214 en forma de una pestaña, por ejemplo, en lugar de un orificio pasante en el sustrato 202 para proporcionar un respaldo para el FPL durante el proceso de laminación y reducir la probabilidad de que se forme una hendidura o deformación en la superficie del FPL sobre el área del orificio pasante.

[0087] Después de la etapa de laminación, se puede retirar el recorte 214, como se ilustra en la Figura 5. Debido a que la capa adhesiva 108 está laminada al sustrato 202, la retirada del recorte 214 también dará como resultado la retirada en la sección de la capa adhesiva 108. Por lo tanto, la retirada del recorte 214 realizará una parte sustancial de la limpieza necesaria para exponer la capa conductora superior 104. Para exponer la capa conductora superior 104, se puede utilizar un disolvente en un proceso de limpieza manual o automatizado para exponer una parte del medio electroóptico 106 dentro del límite del orificio pasante, como se ilustra en la Figura 6. Se debe seleccionar un disolvente que disuelva la capa electroóptica sin dañar la capa conductora superior. El tamaño del recorte debe seleccionarse de tal manera que quede suficiente espacio después de su retirada para permitir una limpieza fácil y eficiente y para maximizar el área de superficie para el contacto eléctrico con el conductor suprayacente.

[0089] Una vez expuesta la capa conductora superior 104, se puede rellenar el espacio abierto con un material conductor para conectar eléctricamente el conductor 206 a la capa conductora superior 104, formando así la conexión de placa superior. El material conductor puede ser cualquier relleno conductor conocido por aquellos expertos en la técnica, tal como un epoxi relleno de plata o de carbono. En una etapa final, se puede aplicar una barrera aislante (no mostrada) sobre cualquier relleno conductor laminando o dispensando una capa fina de material aislante sobre un área que sea al menos tan grande como el área del relleno conductor en el lado expuesto de la placa posterior.

[0091] En otra realización de la presente invención, se puede incorporar una placa posterior de doble cara al laminado. Una placa posterior de doble cara se diferencia de la placa posterior ilustrada en las Figuras 4 a 7 en que el material utilizado para formar el conductor para la conexión del placa superior puede imprimirse en ambas caras del sustrato de la placa posterior. Como se ilustra en el ejemplo de la Figura 8, el material utilizado para formar el conductor 206 ha sido impreso en ambos lados del sustrato 202, de tal manera que el conductor 206 cubrirá generalmente la totalidad del orificio pasante formado después de la retirada del recorte. Las etapas restantes del proceso de conexión de placa superior serán los mismos que los descritos anteriormente. Al utilizar una placa posterior de doble cara, el área de superficie del conductor es mayor en relación con la realización ilustrada en las Figuras 4 a 7. Esto permite una mayor área de superficie de conexión entre el conductor en la placa posterior y el material de relleno conductor que se dispensará en el orificio pasante recubierto.

[0092] Una placa posterior de doble cara, similar a una placa posterior de una sola cara, se puede producir mediante técnicas conocidas de PCB o PCB flexible, así como mediante serigrafía. La etapa de serigrafía adicional, donde se aplica material conductor en el lado inferior del sustrato alrededor del recorte, añadiría área adicional para realizar la conexión de placa superior, mejorando de este modo la fiabilidad general del dispositivo de visualización.

[0093] Otra realización que comprende una placa posterior de doble cara se ilustra en la Figura 9. En ciertas configuraciones de placas posteriores serigrafiadas, por ejemplo, el orificio pasante creado al retirar el recorte para formar la conexión de la placa superior puede no tener el tamaño ideal, de tal manera que pueda utilizarse simultáneamente como una vía conductora. La realización ilustrada en la Figura 9, en cambio, proporciona dos vías separadas a través del sustrato 202, una vía conductora 220 para el conductor 206, que está serigrafiada en ambos lados del sustrato 202 y cubierta con una capa aislante 210, así como un orificio pasante lleno de material conductor 216 para formar la conexión de placa superior entre el conductor 206 y la capa conductora superior 104. En esta realización, el laminado puede incluir una pluralidad de vías para garantizar la conectividad entre los conductores serigrafiados en cada lado del sustrato de la placa posterior y la capa conductora en las paredes del orificio pasante para la conexión de la placa superior no es necesaria.

[0094] En otra realización más de la presente invención, se puede fabricar un dispositivo de visualización electroóptico de acuerdo con un proceso en el que se lamina un FPL a una placa posterior después de aplicar un material conductor a un conductor ubicado en la placa posterior o a la capa adhesiva del FPL.

[0095] Por ejemplo, con referencia a la Figura 10, un material conductor 1180 puede aplicarse primero a uno de una pluralidad de conductores 1140, 1160 ubicados sobre una superficie de un sustrato 1120 que forma la placa posterior. Posteriormente, la placa posterior puede laminarse en un FPL que comprende, en orden, un sustrato 102 transmisor de luz (tal como PET), una capa 1040 conductora de electricidad transmisora de luz (tal como ITO), una capa de medio electroóptico 1060 y una capa de adhesivo 1080 de laminación. La etapa de laminación se realiza de tal manera que el material conductor 1180 penetra a través de la capa de medio electroóptico 1060 para proporcionar una conexión eléctrica entre el conductor 1160 y la capa eléctricamente conductora 1040, formando de este modo un TPC.

[0096] Se prefiere que el material conductor 1180 entre en contacto con la capa eléctricamente conductora 1040 y el conductor 1160 después de la laminación. Sin embargo, si la conductividad del material conductor 1180 es suficientemente alta, un material conductor 1180 en estrecha proximidad a, pero sin contacto con, una o ambas de la capa conductora 1040 y el conductor 1160 aún puede proporcionar un TPC.

[0097] Como se señaló anteriormente, el material conductor 1180 se puede aplicar alternativamente a la capa de adhesivo 1080 de laminación antes de la etapa de laminación. Sin embargo, se prefiere aplicar el material conductor 1180 al conductor 1160 ubicado en la placa posterior para evitar una posible desalineación del TPC después de la laminación.

[0098] El material conductor puede comprender diferentes materiales conocidos por aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, el material conductor puede comprender partículas conductoras de carbono o metales no reactivos, tales como oro, y/o conductores epóxicos anisotrópicos. Las partículas conductoras tienen preferiblemente un diámetro medio de partícula de 50 micras. Los materiales epóxicos anisotrópicos se pueden moldear preferiblemente en formas específicas antes de su aplicación a la placa posterior o FPL antes de la laminación. Las formas pueden diseñarse para facilitar la penetración a través de la capa de medio electroóptico. Durante la laminación a alta temperatura, el epoxi puede mantener suficiente rigidez para desplazar la tinta y el adhesivo, pero deformarse a medida que un rodillo de laminación presiona el FPL y la placa posterior juntos.

[0099] Así, las diferentes realizaciones de la presente invención simplifican la producción de dispositivos de visualización de área grande personalizados donde no se encuentran disponibles plantillas de alineación ni otros equipos para la laminación alineada con precisión. También posibilita la producción rollo a rollo de dispositivos de visualización utilizando rollos continuos de FPL y placa posterior. La conexión eléctrica entre la capa conductora superior y la placa posterior será robusta y fiable debido al área relativamente grande de la capa conductora superior expuesta. Para aplicaciones arquitectónicas de dispositivos de visualización electroópticos que requieren áreas de cobertura grandes y a veces únicas, se pueden realizar pedidos de pequeño volumen con alto rendimiento, especialmente en aplicaciones en las que el TPC no se puede ocultar detrás de un bisel o marco y debe ser pequeño. El pequeño TPC proporcionado utilizando el proceso según diferentes realizaciones de la invención puede ser altamente deseable en tales aplicaciones.

[0100] Si bien en el presente documento se han mostrado y descrito realizaciones preferidas de la invención, se entenderá que tales realizaciones se proporcionan únicamente a modo de ejemplo.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de visualización electroóptico de placa posterior de accionamiento directo laminado que comprende:

un sustrato frontal transparente (102);

un sustrato posterior (202) que tiene una pluralidad de conductores (206, 207, 208);

una pluralidad de capas entre el sustrato frontal (102) y el sustrato posterior (202), comprendiendo la pluralidad de capas una capa de medio electroóptico (106), una primera capa conductora (104) posicionada entre el sustrato frontal (102) y el medio electroóptico (106), y una segunda capa conductora segmentada (212a, 212b) posicionada entre el medio electroóptico (106) y el sustrato posterior (202); y

una capa aislante (210) entre la pluralidad de conductores (206, 207, 208) y la segunda capa conductora segmentada (212a, 212b), en donde la capa aislante (210) cubre la mayor parte de la pluralidad de conductores (206, 207, 208) excepto las partes finales de la pluralidad de conductores (206, 207, 208),

en donde el sustrato posterior (202) incluye un orificio pasante llenado con un material conductor (216) de tal manera que al menos uno de la pluralidad de conductores está conectado eléctricamente a través del material conductor (216) a la primera capa conductora (104) y,

en donde cada uno de los conductores restantes (207, 208) de la pluralidad de conductores está conectado eléctricamente a un segmento respectivo de la capa conductora segmentada (212a, 212b).