(57)【要約】  本発明の電子装置（１）はキャリア（１０）を有し、キャリア（１０）の表面に複数の離散電気光学素子（１１０、１３０、１５０）を設ける。キャリア（１０）の表面で電極構造（１２）のそれぞれの部分を覆う電気光学素子（１１０、１３０、１５０）はそれぞれポリマー層（１１４、１３４、１５４）を有し、ポリマー層（１１４、１３４、１５４）はポリマー層（１１４、１３４、１５４）とキャリア（１０）の表面との間に電気光学材料（１０２、１２２、１４２）を封入する。電気光学材料とポリマー前駆体とを含む液体の離散液滴を個別に堆積させ、その後に液滴を刺激に晒してポリマー前駆体の重合を引き起こすことにより、離散電気光学素子（１１０、１３０、１５０）を形成する。
2007503608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアの表面に複数の電気光学素子を備える電子装置を製造する方法であって、
前記キャリアの表面に第一の液体の複数の離散液滴を堆積させるステップであって、前記第一の液体は第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、
前記第一の液体の離散液滴の前記ポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記離散液滴の前記第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリア表面との間に封入するため、前記複数の離散液滴を刺激に晒すことによって前記複数の電気光学素子を形成するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記第一の液体の複数のより小さい液滴を前記電極構造のそれぞれの同じ部分に重ねて堆積させることによって、前記第一の液体の離散液滴を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、前記キャリアの表面に電極構造を堆積させることによって前記キャリアの表面を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、前記キャリアの表面に配向層を堆積させることによって前記キャリアの表面を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、前記キャリアの表面上に複数の有縁ドメインを作成するため、前記キャリアの表面に壁構造のパターンを堆積させるステップを実行し、前記複数の離散液滴からの液滴をかかる有縁ドメイン内に堆積させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、ノンウェット材料の複数の領域を前記キャリア表面に堆積させるステップを実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記複数の離散液滴を堆積させる前に、ポリマー材料を選択的に蓄積させるように官能基化した複数の第一の領域と、前記電気光学材料を選択的に蓄積させるように官能基化した複数の第二の領域とを前記基板キャリアの表面に設け、それぞれの第一の領域を、それぞれの第二の領域とそれぞれのノンウェット材料の領域との間に設けることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第一の電気光学材料が液晶材料を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第一の液体が、前記複数の電気光学素子の形成中に前記ポリマー層で選択的に蓄積する第一の着色剤を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の電気光学素子の形成中に前記第一のポリマー前駆体との反応に適した反応基で前記着色剤を官能基化することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記離散ポリマー層を形成するため、前記着色剤が（共）重合可能であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第二の液体の複数の離散液滴を前記キャリア表面に堆積させるステップであって、前記第二の液体は第二の電気光学材料と第二のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、
前記第二のポリマー前駆体をさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記電気光学材料を前記さらなるポリマー層と前記キャリアの表面との間に封入するため、前記第二の液体の前記複数の離散液滴を第二の刺激に晒すことによって、さらなる複数の電気光学素子を形成するステップとをさらに含む、請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
第一の液体の複数の離散液滴を前記キャリアの表面に堆積させる前記ステップと、第二の液体の複数の離散液滴を前記キャリアの表面に堆積させる前記ステップとを、略並行して実行することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第二の電気光学材料がさらなる液晶材料を含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第二の液体が第二の着色剤を含み、該第二の着色剤が、前記複数の電気光学素子の形成中に前記さらなるポリマー層で選択的に蓄積すると共に、前記第一の着色剤と異なる色を有することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の電気光学素子の形成中に前記第二のポリマー前駆体との反応に適した反応基で前記第二の着色剤を官能基化することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記さらなるポリマー層のポリマーを形成するため、前記第二の着色剤が（共）重合可能であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の電気光学素子のポリマー層にさらなる電極構造を堆積させるステップをさらに含む、請求項１ないし１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の電気光学素子を光反射コーティングで覆うステップをさらに含む、請求項１ないし１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記方法がさらに、前記キャリアに偏光層を付加するステップを含み、前記偏光層は前記キャリアの表面と略平行に配置することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記複数の電気光学素子を平坦化層で覆うステップをさらに含む、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記キャリアのさらなる表面に接着層を設けるステップをさらに含む、請求項１ないし２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
電極構造を支持するキャリアの表面の一部分にディスプレイ領域を備える電子装置を製造する方法であって、
前記キャリアの表面の前記部分に第一の液体を滴下するステップであって、前記第一の液体は第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、
前記ポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリアの表面との間に封入するため、前記第一の液体を刺激に晒すことによって前記ディスプレイ領域を形成するステップとを含む方法。
【請求項２４】
前記キャリアの表面の前記部分に前記第一の液体を滴下するステップより前に、前記キャリアの表面の前記部分をディウェッティング材料で縁取りするステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記キャリアのさらなる表面に接着層を設けるステップをさらに含む、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
電源を前記キャリアに一体化するステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記さらなる表面に導電性接点を設けるステップをさらに含み、前記導電性接点は前記電極構造に導電的に結合する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
電子装置であって、
表面を有するキャリアと、
前記キャリアの表面に配置された複数の電気光学素子であって、前記電気光学素子の各々は離散ポリマー層を備え、第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリア表面との間に封入する、前記電気光学素子とを含む電子装置。
【請求項２９】
前記キャリア表面が電極構造を含むことを特徴とする請求項２８に記載の電子装置。
【請求項３０】
前記キャリア表面が配向層を含むことを特徴とする請求項２８または２９に記載の電子装置。
【請求項３１】
前記キャリアの表面に複数の有縁ドメインを作製するため、前記電子装置が壁構造のパターンをさらに含み、前記複数の電気光学素子の少なくとも一部からの電気光学素子がかかる有縁ドメインを占有することを特徴とする請求項２８ないし３０のいずれかに記載の電子装置。
【請求項３２】
前記キャリアの表面において前記複数の電気光学素子をノンウェット領域により互いに分離することを特徴とする請求項２８ないし３０のいずれかに記載の電子装置。
【請求項３３】
ポリマー材料を選択的に蓄積させるように官能基化した複数の第一の領域と、前記電気光学材料を選択的に蓄積させるように官能基化した複数の第二の領域とを前記基板キャリア表面に設け、それぞれの第二の領域とそれぞれのノンウェット材料の領域との間にそれぞれの第一の領域を設けることを特徴とする請求項３２に記載の電子装置。
【請求項３４】
前記第一の電気光学材料が液晶材料を含むことを特徴とする請求項２９ないし３３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項３５】
前記離散ポリマー層が第一の着色剤を含むことを特徴とする請求項２９ないし３３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項３６】
前記第一の着色剤が前記離散ポリマー層のポリマーに化学的に結合することを特徴とする請求項３５に記載の電子装置。
【請求項３７】
前記離散ポリマー層のポリマーを形成するため、前記第一の着色剤を（共）重合することを特徴とする請求項３６に記載の電子装置。
【請求項３８】
前記電子装置がさらに、前記電極構造のさらなるそれぞれの部分に重ねて配置された複数のさらなる電気光学素子を含み、前記さらなる電気光学素子の各々が、第二の電気光学材料を前記第二の層と前記キャリアの表面との間に封入する、さらなる離散ポリマー層を備える、請求項３２ないし３７のいずれかに記載の電子装置。
【請求項３９】
前記第二の電気光学材料がさらなる液晶材料を含むことを特徴とする請求項３２ないし３８のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４０】
前記さらなる離散ポリマー層が、前記第一の着色剤と異なる色を有する第二の着色剤を含むことを特徴とする請求項３８又は３９のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４１】
前記第二の着色剤が前記さらなる離散ポリマー層のポリマーに化学的に結合することを特徴とする請求項４０に記載の電子装置。
【請求項４２】
前記さらなる離散ポリマー層のポリマーを形成するため、前記第二の着色剤を（共）重合することを特徴とする請求項４１に記載の電子装置。
【請求項４３】
前記複数の電気光学素子がさらなる電極構造を支持することを特徴とする請求項３５ないし４２のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４４】
前記複数の電気光学素子を光吸収コーティングで覆うことを特徴とする請求項３５ないし４３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４５】
前記キャリアが偏光層を含むことを特徴とする請求項３５ないし４４のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４６】
前記複数の電気光学素子を平坦化層で覆うことを特徴とする請求項３５ないし４５のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４７】
前記キャリアが可撓性であることを特徴とする請求項３５ないし４６のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４８】
前記複数の電気光学素子が前記キャリアの表面の所定の部分を覆うことを特徴とする請求項３５ないし４７のいずれかに記載の電子装置。
【請求項４９】
前記電子装置がディスプレイ装置であることを特徴とする請求項３５ないし４８のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５０】
前記キャリアのさらなる表面が接着層を支持することを特徴とする請求項３５ないし４９のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５１】
キャリアの表面に複数の電気光学素子を含む電子装置を製造する装置であって、
前記キャリアを受け入れる受け入れ手段と、
液体の複数の離散液滴を前記キャリアの表面に堆積させる堆積手段であって、前記液体は電気光学材料とポリマー前駆体との混合物を含む液体であり、前記堆積手段は前記受け入れ手段に対向するように配置され、前記受け入れ手段と前記堆積手段の内少なくとも一方は、前記キャリアの表面の第一の部分の上での前記堆積手段の配向から前記キャリア表面の第二の部分の上での配向に変える機械的平行移動手段を備える、前記堆積手段と、
を備える装置。
【請求項５２】
前記装置がさらに、前記液体の離散液滴の前記ポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記離散液滴の前記電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリアの表面との間に封入するため、前記複数の離散液滴を刺激に晒すことによって前記複数の電気光学素子を形成する手段を備える、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記堆積手段が複数のノズルを有する印刷ヘッドを含むことを特徴とする請求項５１又は５２に記載の装置。
【請求項５４】
第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む第一の液体を収容する容器に前記複数のノズルの第一のサブセットを結合され、第二の電気光学材料と第二のポリマー前駆体との混合物を含む第二の液体を収容する容器に前記複数のノズルの第二のサブセットを結合されたことを特徴とする請求項５３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアの表面に複数の電気光学素子を備える電子装置の製造方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、キャリア表面を有するキャリアを含む電子装置に関し、該装置はキャリア表面上に電極構造と複数の電気光学素子を含む。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの電子装置では、電気光学素子を利用して同装置の目標とする機能を実施している。かかる電気光学素子は、電界または電流を適用することによって電気光学材料の方向または構成を変化させ、同材料の光に対する相互作用に影響を及ぼすという原理に依ることができる。例えば、電界が電気光学材料の方向や構成に変化をもたらすことで、光は電気光学素子を通過することができる。従ってそのような原理に基づく電気光学素子は光弁素子とも呼ばれる。
【０００４】
電気光学素子を含む電子装置の部類にはｅ−インク装置等の電気泳動ディスプレイ及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が含まれ、後者は近年ますます普及している。電子手帳及び携帯電話等の手持ちサイズの電子装置から、コンピュータモニタ、テレビにいたる幅広い製品にＬＣＤを見ることができる。
【０００５】
現在、これらの電子装置、例えばＬＣＤの寸法を拡大することに多大な努力が注がれている。しかし、二枚のガラスまたはポリマー板の間に液晶材料を堆積させる従来のＬＣＤ製造方法では、基板枠のサイズが増すと同基板枠の取り扱いが困難となるため、かかる取り組みにそぐわない。さらに、大きい基板枠には大きく重い機械が必要とされるため、製造工程にコストがかかる。
【０００６】
欧州特許出願ＥＰ１０６５５５３Ａ１は、液晶ディスプレイの代替製造方法を開示する。配向層を支持する透明基板にポリマー前駆体と液晶（ＬＣ）材料との混合物の層を堆積させ、その後のフォトリソグラフィステップで同混合物をＵＶ光に晒す。このステップでポリマー前駆体を重合することにより、ＬＣＤの所望のピクセル同士の間に側壁を形成する。続いて、混合物の残りをＵＶ光に晒す。これにより相分離が発生し、ポリマー前駆体が重合されてポリマー側壁の上に連続する最上層が形成され、ポリマー最上層とポリマー側壁と基板との間にＬＣ材料が閉じ込められることにより、基板上に複数のピクセルが形成され、ポリマー最上層は第二の基板の役割を果たす。
【０００７】
しかし、例えばマスクの開発と製造にはコストがかかるため、分離したＬＣピクセルを形成するために数回のフォトリソグラフィステップをなお必要とすることは、この方法の重大な欠点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的はとりわけ、冒頭の段落に記載の、電子装置の製造における所要のフォトリソグラフィステップの数を、少なくとも減少させることである。
【０００９】
本発明の別の目的は、冒頭の段落に記載の、改良された電子装置を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、本発明の方法を実施するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、キャリアの表面に複数の電気光学素子を備える電子装置を製造する方法であって、前記キャリアの表面に第一の液体の複数の離散液滴を堆積させるステップであって、前記第一の液体は第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、前記第一の液体の離散液滴の前記ポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記離散液滴の前記第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリア表面との間に封入するため、前記複数の離散液滴を刺激に晒すことによって前記複数の電気光学素子を形成するステップとを含む方法が提供される。また、この方法を本発明の第１の方法とする。
【００１２】
液晶材料等の電気光学材料とポリマー前駆体とからなる混合物の離散液滴をキャリア表面の電極構造上に堆積させることにより、離散電気光学素子、例えばピクセルを、同液滴によりあらかじめ定義する。かかる電気光学素子は単一の液滴により形成しても、あるいは必要に応じ、キャリア表面上の同じ場所に複数の液滴を堆積させ、すなわち互いに重ね合わせて融合することにより、形成してもよい。これには、分離した電気光学素子を得るためのフォトリソグラフィステップが不要という利点がある。液滴は、圧電または連続インクジェット印刷、またはバブルジェット印刷等、公知の印刷技術によって簡単に堆積させることができる。ポリマー前駆体によって、ＵＶ光照射、熱、電子ビーム照射、その他公知の相応しい重合開始体等、しかるべき刺激を施すことにより、キャリア表面全体にわたって重合反応を開始することができる。その結果、本発明の製造方法は先行技術の製造方法より廉価であると共により汎用的である。
【００１３】
さらなる利点として、本発明の電子装置の製造工程ではフォトリソグラフィマスクが必ずしも必要でないため、製造コストを過度に増やさなくても、１つのキャリア上で製造する電子装置のサイズを拡大することができる。また、１つのキャリア上で製造できる電子装置数について技術的制約がないため、製造工程の効率が向上し、さらなる製造コスト低減につながる。
【００１４】
面内切替え効果で液晶素子を制御するインターデジット式電極構造等の電極構造を堆積させることにより、キャリア表面を変更してもよい。電気光学材料がＬＣ材料である場合には、ＬＣ材料が電気光学素子において所要の配向を確実にとるようにするため、液滴の堆積に先立ち、ラビング処理を施したポリイミドの配向層等の配向層により、またはポリマーを含むクマリン又はケイ皮酸エステル等の光配向材料により、キャリア表面を変更してもよい。さらに、偏光フィルタ、遅延層、カラーフィルタ等、他の光学層を用いてキャリア表面を拡張してもよい。ＬＣ材料としては、例えば電気制御複屈折（ＥＣＢ）、ツイストネマティック（ＴＮ）、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）、光学補正複屈折（ＯＣＢ）、垂直配向ネマティック（ＶＡＮ）、強誘電（ＦＥ）または面内切替え（ＩＰＳ）ＬＣ効果等を、しかるべき電極構造と配向層との組み合わせで実施するものを選択してもよい。
【００１５】
本発明の製造方法は、複数の電気光学素子配置の形状がもはやキャリア表面の形状に左右されないというさらなる利点を有する。電気光学材料をピクセルレベルで堆積させることにより、あらかじめ定義したキャリア表面部分に電気光学素子を堆積させることができるため、画像のようなあらかじめ定義された形状を形成できる。これは、固定画像を表示するべく構成される電子装置にとってとりわけ有利である。
【００１６】
一実施形態において、複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、キャリア表面に複数の有縁ドメインを作製するため、キャリア表面上に壁構造パターンを堆積させるステップを設け、その有縁ドメイン中で複数の離散液滴からの一液滴を堆積させる。複数の壁構造を堆積させることの利点として、同壁構造によって個々の液滴が余計に拡散することが阻止され、ひいては液滴が薄くなり過ぎること、あるいは隣接する液滴と融合することを防ぐことになる。その結果、表面が平らに近い電気光学素子を得ることができる。
【００１７】
代替的には、複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、複数のノンウェット材料領域をキャリア表面上に堆積させるステップを設ける。このノンウェット領域を用いてキャリア表面に複数の有縁ドメインを作製してもよく、その有縁ドメイン中に複数の離散液滴からの一液滴を堆積させる。このノンウェット層との液滴の接触角は、キャリア基板との液滴の接触角よりかなり大きい。その結果、ノンウェット領域によって液滴の余分な拡散と隣接液滴の融合が阻止される。
【００１８】
より具体的実施形態においては、複数の離散液滴を堆積させる前に、ポリマー材料を選択的に蓄積するように機能化した複数の第一の領域と、電気光学材料（１０２）を選択的に蓄積するように機能化した複数の第二の領域と、を基板キャリア表面に設け、それぞれの第一の領域は、それぞれの第二の領域とノンウェット材料からなるそれぞれの領域（３０２）との間に設ける。選択的な蓄積を行う第一及び第二の領域は、ポリマー層と電気光学材料への相分離を所望の方法で助長する。さらに、ポリマー層とキャリア表面との接着が概して改良されるため、機械的により堅牢な構造が得られる。第一の領域は、ノンウェット領域を提供する層に部分的に重なり合うか、またはこれに隣接する（接触する、または間隔を置く）別個の層を堆積することによって設けることができる。蓄積に差別的選択性があることから第一及び第二の領域の選択性は相対的であって、例えば第一の領域にポリマー材料を選択的に蓄積するが故に、第二の領域には電気光学材料を選択的に蓄積することもある。
【００１９】
本発明による方法の一実施形態においては、第一の液体が第一の着色剤を含み、第一の着色剤は複数電気光学素子の形成時にポリマー層で選択的に蓄積する。着色剤は１つの染料または色素としても、あるいは複数の染料及び色素の少なくとも一方の混合物としてもよく、好ましくは電磁スペクトルの可視部分の色を有する。例えばポリマー層における溶解度が液体層における溶解度よりも高い着色剤を選択することによって、選択的蓄積を行うことができる。選択的蓄積は、複数の電気光学素子の形成中に第一のポリマー前駆体と反応するのに適した反応基で官能機化した着色剤を用いて簡便に実現される。形成中に、着色剤は形成される重合材料と反応し、同重合材料は離散ポリマー層中に相分離するため、第一の着色剤は離散ポリマー層の中に組み入れられる。より具体的には、離散ポリマー層のポリマーを形成するため、第一の着色剤は（共）重合可能とする。換言すると、第一の着色剤はポリマー前駆体のモノマーとする。
【００２０】
着色剤を混合物に加えると、（フル）カラーＬＣＤデバイス等、そのような染料を要する装置の製造工程におけるステップ数が減少する。着色剤を堆積させるプロセスはまた、液体の堆積と自己整合する。
【００２１】
他の実施形態においては、第二の液体の複数の離散液滴を前記キャリア表面に堆積させるステップであって、前記第二の液体は第二の電気光学材料と第二のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、前記第二のポリマー前駆体をさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記電気光学材料を前記さらなるポリマー層と前記キャリアの表面との間に封入するため、前記第二の液体の前記複数の離散液滴を第二の刺激に晒すことによって、さらなる複数の電気光学素子を形成するステップとをさらに含む。
製造効率を上げるため、これらのステップは略平行して行うことが好ましい。第一の電気光学材料と第二の電気光学材料とが同じ材料となる場合もあるが、本発明の方法が各々の電気光学素子を個別に堆積させるということに基づき、一つのキャリア表面でタイプの異なる電気光学材料を堆積させることができる。例えば、第一の液晶材料と第二の液晶材料として、それぞれ異なる電気光学素子を、例えば異なるカラーピクセルを定義するものを選択することができる。第一の電気光学材料に第一の着色剤を、そして第一の電気光学材料とは異なる色を有する第二の着色剤を使用することにより、異なる色を有する離散素子を達成できる。こうして、適切な電気光学材料を堆積させることにより電気光学材料の所望の性能を向上させることができる。このアプローチをいくつもの異なる液体に、例えばＲＧＢカラーディスプレイ装置のための３つの異なる液体に拡張できること等々は、当業者には明白であろう。例えば、それぞれの第一、第二、及び第三の素子にそれぞれ赤、緑、及び青の着色剤を使用して、第一、第二、及び第三の素子のそれぞれのポリマー層に選択的に蓄積させることにより、ＲＧＢフルカラーディスプレイ装置を簡便に実現できる。よって、かかる装置を作製するのに要するステップ数が減少し、着色剤を提供するプロセスが液体と自己整合する。
【００２２】
電気光学素子の形成後に、電子装置にさらに処理を施してもよい。例えば、底部電極構造と上部電極構造との間に電気光学素子をはさむ電子装置を製造するため、あるいはキャリア表面に対向する単一の電極構造を有する電子装置を製造するため、複数の離散電気光学素子のポリマー層にさらなる電極構造を堆積させるステップを、本発明の方法にさらに含めることもできるであろう。
【００２３】
加えて、光反射型電子装置を提供するための反射性ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、及びＩＰＳのＬＣ材料の場合には、複数の電気光学素子を光反射コーティングで覆うステップを、若しくは電子装置に対するさらなる処理ステップを促進するため複数の電気光学素子を平坦化層で覆うステップを、又はそれらステップ両方を、同方法にさらに含めることもできる。また、電気光学素子堆積の前または後に、キャリアに偏光層を加えるステップを実行してもよい。これは、電子装置が反射型ディスプレイであるか、または透明のキャリアを有する透過型ディスプレイの場合に、とりわけ有益である。
【００２４】
本発明のさらに他の態様によれば、電極構造を支持するキャリアの表面の一部分にディスプレイ領域を備える電子装置を製造する方法であって、前記キャリアの表面の前記部分に第一の液体を滴下するステップであって、前記第一の液体は第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む、前記ステップと、前記ポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリアの表面との間に封入するため、前記第一の液体を刺激に晒すことによって前記ディスプレイ領域を形成するステップとを含む方法が提供される。
【００２５】
液滴を分離された状態に保ち、離散した電気光学素子を得るために液滴を堆積させるのではなく、本発明の印刷技術は、１つまたは数個のディスプレイ領域を有する電子装置の製造、例えば掲示板等、所定の単一画像を有するディスプレイ装置の製造にも有利に応用できる。ドクターブレード法等の先行技術の堆積技術では、第一の液体がキャリア表面部分の外へ流出するのを防ぐことが困難であったが、キャリア表面の一部分に第一の液体を滴下することにより、先行技術の堆積技術の場合より明確に区画されたディスプレイ領域を形成できる。
【００２６】
実際に複数の電気光学素子ではなく単一の電気光学素子を備えるディスプレイ装置を形成することから、本発明の第二の方法が本発明の第一の方法の特別な例であることは、当業者によって理解されよう。同方法は有利なことに、第一の液体を所定部分に滴下する前に、ディウェッティング材料を用いてキャリア表面の部分を縁取るステップを含む。これにより、より一層明確に区画されたディスプレイ領域を得ることができる。
【００２７】
同方法は一実施形態において、キャリアのさらなる表面に接着層を設けるステップを含む。重いキャリアの使用を回避できるため、本発明の第一または第二の方法により形成される電子装置は、非常に軽量なものにすることができる。これにより例えば、かかる電子装置をステッカーディスプレイとして使用することが可能となる。これは本発明の第二の方法によって形成される電子装置にとってとりわけ有利であるが、それはそのような装置で必要とされる駆動回路、例えばオン／オフ信号生成器は微小であり、キャリア上又はキャリア中に容易く組み込むことができるためである。
【００２８】
同方法は有利なことに、キャリア中に電源を組み込むステップをさらに含む。このようにすることで、電子装置を作動させるのに外部の電源を存在させる必要がないため、多くの場所で使用できる電子装置がもたらされる。
【００２９】
代替的には、同方法はさらなる表面に導電性接点を設けるステップをさらに含み、同導電性接点は電極構造に導電的に結合される。外部の再生可能電源を使用できることから、これにより長時間にわたり使用できる電子装置の形成が可能となる。
【００３０】
本発明のさらに他の態様によれば、電子装置であって、表面を有するキャリアと、
前記キャリアの表面に配置された複数の電気光学素子であって、前記電気光学素子の各々は離散ポリマー層を備え、第一の電気光学材料を前記ポリマー層と前記キャリア表面との間に封入する、前記電気光学素子とを含む電子装置が提供される。
【００３１】
そのような電子装置は、本発明の第一の方法のステップを実行することによって形成できる。先に述べた前記方法の種々の有利な実施形態を使用して、本発明の電子装置の同様の有利な実施形態を生成することができることを強調する。
【００３２】
電子装置が可撓性のキャリアを備える場合には、さらなる利点が得られる。略連続する電気光学素子層、例えばＥＰ１０６５５５３Ａ１で開示されたＬＣピクセルの層を、可撓性キャリアの表面に設けることにともなう周知の問題は、表面を曲げた際に電子装置の内側及び外側表面にかかる応力が同表面にダメージを与え、ひいては電子装置のＬＣピクセルもダメージを受けるということである。本発明の電子装置であれば、複数の離散電気光学素子を追加の層で覆わない場合は特に、このような問題を仮に被るとしても、その程度は小さい。電気光学素子が互いに分離しているため、基板を曲げても外側表面は引張り荷重力を被らない。よって改善された可撓性電子装置が提供される。
【００３３】
本発明のさらに他の態様によれば、キャリアの表面に複数の電気光学素子を含む電子装置を製造する装置であって、前記キャリアを受け入れる受け入れ手段と、液体の複数の離散液滴を前記キャリアの表面に堆積させる堆積手段であって、前記液体は電気光学材料とポリマー前駆体との混合物を含む液体であり、前記堆積手段は前記受け入れ手段に対向するように配置され、前記受け入れ手段と前記堆積手段の内少なくとも一方は、前記キャリアの表面の第一の部分の上での前記堆積手段の配向から前記キャリア表面の第二の部分の上での配向に変える機械的平行移動手段を備える、前記堆積手段と、を備える装置が提供される。かかる装置は、本発明の方法によって第一の液体の液滴をキャリア表面に堆積させることができる。
【００３４】
一実施形態において、同装置は複数の離散液滴を刺激に晒し、液体の離散液滴のポリマー前駆体を離散ポリマー層中に重合し、前記ポリマー層とキャリア表面との間に離散液滴の電気光学材料を封入することにより複数の電気光学素子を形成する手段をさらに備える。この追加の手段により同装置は、本発明の方法によりポリマー層を形成するステップを実施することもできる。
【００３５】
堆積手段は有利なことに、複数のノズルを有する印刷ヘッドを備える。より多くの液滴を同時に堆積できることから、これにより本発明の方法の実施効率は増す。
【００３６】
第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む第一の液体を収容する容器に複数のノズルの第一のサブセットを結合し、さらに第二の電気光学材料と第二のポリマー前駆体との混合物を含む第二の液体を収容する容器に複数のノズルの第二のサブセットを結合する場合には、さらに有利である。こうすることで、組成の異なる液滴を同時に堆積でき、本発明の方法によるカラーディスプレイ装置製造にとって、とりわけ有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
添付の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に、また発明を限定しない例示によって説明する。
【００３８】
図面は単に概略に過ぎず、実物大ではないことを理解されたい。また図中、同一又は同様の部分に関しては同じ参照符号を付して示していることも理解されたい。
【００３９】
図１ａは、光電極構造１２を含むキャリア１０を示す。図１及びそれ以降の図は埋込み電極構造１２を示すものであるが、これは明確さを期するために過ぎないことを強調する。好ましくはキャリア１０の表面は、キャリア１０上に電極構造１２を配置させることにより定義できることを理解されたい。公知の材料、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から、そしてキャリア１０に電極構造を形成する公知の技術により、キャリア１０上に電極構造１２を形成することができる。キャリア１０は任意の相応しい材料、例えばガラス、ポリマー等を、又は加工された木、セラミック、若しくは加工された紙等、非自明の材料をも含み得る。任意の電極構造１２を支持するキャリア１０の表面を任意に、表面上での電気光学素子形成に先駆けさらに変更してもよい。例えば、電気光学素子が偏光効果を利用する光弁である場合、例えば液晶素子である場合には、キャリア表面での電気光学素子形成に先駆け、キャリア１０の表面に偏光層１４を堆積させてもよい。この偏光層１４は、公知の偏光材料から形成できる。あるいは、電極構造１２を含む表面と略平行にキャリア１０のさらなる表面に偏光層を置いてもよい。さらに、キャリア１０の表面に任意の配向層１６を堆積させてもよい。液晶材料等の電気光学材料で所望の配向方向を達成するため、配向層１６はポリイミド等の公知の材料から形成してよく、それは日本のＪＳＲエレクトロニクス（ＪＳＲ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ｃｏｍｐａｎｙ）によって供給されるＡＩ３０４６等のラビング処理を施されたポリイミドであってもよい。あるいは、直線偏光に晒された後に液晶材料等の電気光学材料中で配向を誘起する、ケイ皮酸エステルやクマリン等の光配向材料を用いてもよい。
【００４０】
次のステップでは、複数の離散電気光学素子のための前駆体をキャリア１０の表面に堆積させる。図１ｂはこの堆積ステップの結果を示すものであり、同図においては複数の離散液滴１００、１２０、及び１４０がキャリア表面上に堆積されている。堆積は、圧電インクジェット印刷、連続印刷、及びバブルジェット印刷等、公知の印刷技術によって達成できる。液滴は単一の液滴として堆積させてもよく、あるいは一箇所における複数液滴の堆積物として堆積させ、複数の小さい液滴からなる大きい液滴を達成してもよい。液滴１００、１２０、及び１４０の堆積に用いるプリンタはマルチノズルプリンタであってよく、この場合には液滴１００、１２０、及び１４０を並列印刷ステップにて同時に印刷でき、電子装置の製造工程はより効率的なものとなる。
【００４１】
液滴１００、１２０、及び１４０は全て第一の液体としてよく、その第一の液体は、第一の電気光学材料１０２、１２２、１４２と第一のポリマー前駆体１０４、１２４、１４４との混合物を含み、この場合に液滴１００、１２０、１４０から形成される複数の電気光学素子はどれも同じタイプとなる。液滴をしかるべき刺激に晒す際に重合反応を開始させるため、液体の中に重合開始剤を存在させてもよい。先に強調したように、液滴１００、１２０、及び１４０は公知の印刷技術を用いてキャリア１０上に印刷できる。
【００４２】
液滴の離散堆積には、少なくとも電気光学材料１０２、１２２、及び１４２のそれぞれの液体を異ならせることで、液滴１００、１２０、及び１４０を形成する液体として互いに異なるものを選択できるという大きな利点がある。ポリマー前駆体１０４、１２４、１４４と重合開始剤もまた任意に、相異なるものとしてよい。電気光学材料１０２、１２２、及び１４２の各々の液体が異なる場合には、数通りの異なる電気光学素子を形成でき、これは例えば電気光学素子をもってカラーディスプレイ装置のＲＧＢピクセルを規定する場合に有益であり、その場合には、ＲＧＢピクセルを作製するべく、当該ピクセルのタイプにとってとりわけ相応しい電気光学材料等、異なる電気光学材料１０２、１２２、及び１４２を選択できる。あるいは、ＲＧＢフルカラーディスプレイ装置であれば、それぞれの第一、第二、及び第三の素子にて、第一、第二、及び第三の素子のそれぞれのポリマー層で選択的に蓄積するそれぞれの赤、緑、及び青の着色剤を使用することにより、簡便に実現できる。よって、かかる装置を作製するのに必要なステップ数が減り、着色剤を設けるプロセスは液体と自己整合する。
【００４３】
数通りの液滴の印刷は例えば、マルチノズルプリンタの種々のノズルを用いて組成の異なる液滴を印刷することによって達成でき、例えば、第一の電気光学材料と第一のポリマー前駆体との混合物を含む第一の液体を印刷するよう第一のノズルを構成し、さらに第二の電気光学材料と第二のポリマー前駆体との混合物を含む第二の液体を印刷するよう第二のノズルを構成する。製造工程をさらに最適化する別の選択として、種々の液体の各々の堆積に異なるマルチノズルヘッドを使用するものがある。
【００４４】
次のステップでは、液滴１００、１２０、及び１４０を電気光学素子１１０、１３０、及び１５０に変えるため、ポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４の重合反応を開始する刺激に液滴１００、１２０、及び１４０を晒す。それぞれの液滴１００、１２０、及び１４０で誘発させるべき重合反応がそれぞれ光誘導型又は熱誘導型である場合には、かかる刺激は例えばＵＶ光又は熱への暴露としてよい。無論、それに応じて相応しい重合開始剤を選択しなければならない。電子ビームによって直接的に重合を誘発することもできる。
【００４５】
液滴を刺激に晒すと、液滴１００、１２０、及び１４０の表面で光開始重合反応が起こり、これらの液滴の中で相分離が発生する。その結果、それぞれの電気光学材料１０２、１２２、及び１４２が、キャリア１０の表面と、それぞれに形成された離散ポリマー層１１４、１３４、及び１５４との間に封入される。
【００４６】
電気光学素子前駆体として液滴状でキャリア上に堆積させる液体の適切な組成の非限定的例は次のとおりである、
５０重量パーセント（ｗｔ％）の液晶混合物、例えばメルク（Ｍｅｒｃｋ）から市販されている混合物Ｅ７、尚同液晶混合物は電気光学材料１１２の一実施形態である、
４４．５ｗｔ％の光重合可能メタクリル酸イソボルニル（サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）により供給される）と４．５ｗｔ％のジメタクリル酸スチルベン染料、
【化１】
2007503608.tif 000003
それらの合成はＰＣＴ特許出願国際公開番号０２／４２３８２号で開示されており、同特許出願は参照により本願に援用する。２つのアクリル酸はポリマー前駆体１４４の一実施形態である、
チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）からイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１の商品名で販売されている０．５ｗｔ％のベンジルジメチルケタル。
【００４７】
光重合の際にポリマー層で選択的に蓄積する着色剤を任意に含めてもよい。着色剤は例えば、この染料等、（メタ）アクリレート基等の反応基で機能化されたアゾ染料でよい。この染料の吸収ピークは４００ｎｍ周辺である。
【化２】
2007503608.tif 000004
【００４８】
上述した第一の液体の実施形態を用いる本発明の印刷プロセスの非限定的例は次のとおりである。テスト構成では、６×６インチの正方形ガラスキャリア１０に、インターデジット式電極構造１２と日本のＪＳＲエレクトロニクスのラビング処理を施したポリイミドの配向層ＡＩ３０４６とを設けた。寸法は、９つの小型ディスプレイをキャリア１０に据え付けるべく選択した。ただし、キャリア１０については格段に大きい寸法でも同様に実施可能であることを理解されたい。キャリア１０は、１から３０ｍｍ／秒の可変速度を有するコンピュータ制御Ｘ−Ｙテーブル上に搭載した。
【００４９】
Ｘ−Ｙテーブルの一定の位置にマイクロドロップ（ＭｉｃｒｏＤｒｏｐ）のインクジェット印刷装置を置いた。マイクロドロップインクジェット印刷装置のディスペンサヘッドは、片側にノズルの形をとるガラス毛細管を含み、この毛細管を圧電アクチュエータが囲んで毛細管を通して圧力波が生成される。この圧力波により、毛細管から第一の液体の液滴が放出される。圧力波の形状と毛細管ノズルの直径を変えることにより、放出する液滴の大きさを調整できる。ここでは単一ブロック形状を有する圧力波と７０ミクロンのノズルを使用したことにより、ノズル出口での液滴の直径は６０から７５ミクロンとなり、各液滴の堆積は約７０ピコリットルとなった。電極構造１２の単一部分の上に重ねて７５個の液滴を堆積させることにより、キャリア１０上に液滴１００、１２０、及び１４０の各々を形成した。
【００５０】
液滴１００、１２０、及び１４０をフィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）のＴＬ０８  ＵＶランプのＵＶ光に４０℃にて０．１ｍＷ／ｃｍ２の光強度で３０分間晒し、その後、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の形成を完了した。
【００５１】
電磁スペクトルのＵＶ領域で強力に吸収する発色団を有する化合物、すなわち上記の例におけるジメタクリル酸スチルベン染料を含有させることで、液滴１００、１２０、及び１４０を通してＵＶ強度勾配が生じる。この効果は、他の成分であるポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４、並びに電気光学材料１０２、１２２、及び１４２のような、これらの液滴の形成に用いる液体の他の成分のＵＶ吸収によって増幅できる。その結果、重合反応は大部分、ＵＶ光源に面する液滴１００、１２０、及び１４０の表面で発生する。別の刺激を使用して重合反応を発生させる場合には、重合反応が主に液滴１００、１２０、及び１４０の表面で発生するように配慮しなければならない。
【００５２】
ここで、液体の粘度が印刷工程に著しい影響を及ぼすことを強調する。例えば、好適な圧電インクジェットプリンタの動作上のインク粘度範囲は約１から２０ｍＰａ・ｓの範囲である。タイプの異なる印刷装置の場合にはこれ以外の範囲が適切であり得ることを理解されたい。粘度がより高い液体の場合には、粘度を下げるためにプリンタのノズルを加熱するのが好ましい。液滴１００、１２０、及び１４０を形成する印刷工程に用いる液体の粘度は、加熱のほかにも数々の代替方法で調整できる。
【００５３】
第一の選択では、アニソール又はキシレン等、不活性溶媒を液体に加えてその粘度を下げる。ただし、溶媒の揮発性があまりにも高いと、プリンタのノズルから出る前に液体から溶媒が蒸発するおそれがあるため、極端に高い揮発性とならないよう注意を払わなければならない。ノズルの幅は数十ミクロンに満たないことがあるため、これが原因しプリンタノズルが塞がることになる。また、溶媒の蒸発速度があまりにも低いと、液滴１００、１２０、及び１４０から溶媒が蒸発するプロセスが遅くなり、本発明の電子装置の製造速度に悪影響を及ぼすため、これを極端に低いものにすべきではない。蒸気圧が２９８Ｋで０．０４ｋＰａから４ｋＰａまでの範囲にある溶媒が、かかる用途にとって最も相応しいことがわかっている。ポリマー前駆体の重合が始まる前に、液滴１００、１２０、及び１４０に残る溶媒の割合が十分に低くなるよう注意を払うべきであるが、それは、そのようにしなければ相分離または電気光学材料の正常機能が、溶媒によって妨げられるおそれがあるためである。
【００５４】
あるいは、液体を構成する種々の成分を、同液体の粘度を変更するべく選択することができる。例えば液晶混合物Ｅ７を、メルク（Ｍｅｒｃｋ）によりＫ１５の名称で販売されている単一成分シアノビフェニル液晶等、より低い粘度の液晶材料に替えることにより、前述の例で提示した液体の粘度を下げてもよい。
【００５５】
また、印刷インクとして使用する液体の粘度を調整するため、低粘性・揮発性の反応性モノマーを使用してもよい。揮発性の反応性モノマーはポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４の重合の前にすでに蒸発し、残りの部分はポリマー層１１４、１３４、及び１５４に組み込まれるため、電気光学材料１０２、１２２、及び１４２の電気光学的特性には干渉しない。
【００５６】
多成分電気光学材料の場合には、電気光学材料の種々成分のいくつかが部分的にそれぞれのポリマー層１１４、１３４、及び１５４に封入される可能性があるため、重合プロセスによって電気光学材料１０２、１２２、及び１４２の組成が変化することがある。結果的に電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の電気光学的特性に影響が及ぶようであれば、これは望ましくない現象といえる。
【００５７】
これは、小さい試験用キャリアに少数の電気光学素子を形成し、その後、例えば高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）により、電気光学素子に含まれる電気光学材料の組成を評価することによって回避できる。電気光学材料の或る成分の濃度が予定より低いことが判明すれば、第一の液体中のその成分の割合を増すことができ、さらに電気光学素子に含まれる電気光学材料が所望の組成となるまで電気光学素子の試験的形成を繰り返すことができる。
【００５８】
図１ｃは形成した電気光学素子１１０、１３０、及び１５０を概略的に示し、同電気光学素子１１０、１３０、及び１５０はそれぞれの液滴１００、１２０、及び１４０から形成されている。ディスプレイ装置のピクセルとして作用し得る電気光学素子１１０、１３０、及び１５０は、それぞれのポリマー層１１４、１３４、及び１５４を有し、同ポリマー層１１４、１３４、及び１５４はポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４からそれぞれ形成されたものであり、さらに同ポリマー層１１４、１３４、及び１５４はそれぞれの内側表面とキャリア１０表面との間にそれぞれ電気光学材料１０２、１２２、及び１４２を封入する。こうして複数の電気光学素子が形成され、各々は、キャリア１０の表面との第一の接点からキャリア１０の表面との第二の接点にかけて略均一の厚みを有する離散ポリマー層を有する。図１ｃに示す電子装置１を最終製品としてよく、その場合には電極構造１２を、面内切替えを用いて片側から電気光学材料１０２、１２２、及び１４２を制御するのに適した電極構造としてもよい。これは例えば、インターデジット式電極構造を用いて達成できる。
【００５９】
ここで、「離散」という言葉の使用は液滴１００、１２０、及び１４０の性質を、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４の性質を定義するものであるが、液滴１００、１２０、及び１４０が、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４が互いに完全に分離しなければならないという意味に解釈すべきでないことを指摘する。キャリア１０の表面近くで、液滴１００、１２０、及び１４０の間に、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４の間に僅かな接触部分が存在する可能性もあるが、それは本発明の範囲を逸脱するものではない。２つの隣接する液滴同士の間のかかる接触領域の大きさを、隣接する液滴が融合しない程度に小さいものにとどめるべきであることを理解されたい。
【００６０】
図１ｄには、図１ｃに示す電子装置１での任意のさらなる処理ステップを示す。このステップでは、複数の電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の上に平坦化層２４を堆積させる。この平坦化層２４は任意の公知の相応しい平坦化材料から形成してよく、偏光層（図示せず）等さらなる層の堆積、又は図１ｅに示す電極構造１２の反対側での複数の電気光学素子１１０、１３０、及び１５０上のさらなる電極構造の堆積を、促進する。ただし、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０が十分に平らであれば平坦化層２４を省いてもよく、さらなる電極構造３２を、それぞれの電気光学素子１１０、１３０、及び１５０のポリマー壁１１４、１３４、及び１５４の上に直に堆積させてもよい。
【００６１】
さらなる電極構造３２と電極構造１２が電子装置１の行及び列を形成してもよい。あるいは、電気光学素子の面内切り替えを促進するために、さらなる電極構造３２をインターデジット式電極構造としてもよく、この場合には電極構造１２を省いてもよい。さらなる電極構造３２はポリマー半導体材料ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）又は同様の材料から形成してもよく、このポリマー半導体材料には、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０を損傷しない程度に十分低い温度で処理できるという利点がある。
【００６２】
代替的には、電気光学材料１１２、１３２、及び１５２が反射性ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、及びＩＰＳのＬＣ材料を含む場合には、層２４を光反射コーティングで形成して反射型ディスプレイ装置を形成してもよい。前述の処理ステップの可能な組み合わせを用いても、それらを入れ替えて用いてもよく、このようにすることが本発明の教示を逸脱するものではないことが、当業者にとって明白であろう。
【００６３】
ここで、図１ｂにおける液滴１００、１２０、及び１４０と、図１ｃにおける電気光学素子１１０、１３０、及び１５０とは、半球形の表面を有するように示しているが、これは被限定的な例にすぎないことを強調する。電気光学素子にレンズのような特性を求める応用分野においては半球形が好ましい可能性もあり、この場合、形成される電気光学素子の幅Ｗは高さＨとほぼ同じ大きさとなる。対照的に、例えばＬＣＤまたはＥインクディスプレイのような電気泳動ディスプレイ等、電気光学素子に光弁としての働きを求める応用分野では、望ましくない光学的現象を回避するため、液滴の表面を平らにすることが好ましい可能性もあり、この場合の幅Ｗは高さＨより格段に大きくなる。例えば、Ｗを１，０００ミクロン以上とし、Ｈを通常十分の数ミクロンとしてもよい。
【００６４】
電気光学素子１１０、１３０、及び１５０がとる形状は、液滴１００、１２０、及び１４０のキャリア１０表面との接触角αを変更することによって調整できる。キャリア１０の表面の同じ場所に小さい液滴を複数堆積させることによって形成した大きい液滴から素子を形成する場合には特に、低い接触角αによって、すなわち十分なウェッティングによって、比較的平らな表面を有する薄い電気光学素子の形成が助長される。ＬＣＤの場合、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の表面が比較的平らであれば、そこを通過する光は歪むとしても軽微であるため画質に優れるディスプレイ装置が得られ、電子装置１がディスプレイ装置である場合にはとりわけ有利である。キャリア１０との離散液滴１００、１２０、及び１４０の接触角αが低い場合には、離散液滴１００、１２０、及び１４０が隣接する離散液滴と融合しないよう注意を払わなければならない。また、電気光学材料１０２、１２２、及び１４２が対応する電気光学素子１１０、１３０、及び１５０中で正常に機能できるようにするためには、液滴の高さＨを十分に大きくするべきである。これは特に電気光学材料１０２、１２２、及び１４２がＬＣ材料である場合に当てはまることであり、この場合には、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０における適度のＬＣ効果を保証するため、電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の全幅Ｗにわたって電気光学素子１１０、１３０、及び１５０の高さＨを略一定にするべきである。さらに、液滴１００、１２０、及び１４０の過度の拡散を防ぐことは、製造される電子装置の解像度を改善することにもなるであろう。
【００６５】
キャリア１０の表面で所望の形状をとりながら液滴１００、１２０、及び１４０を印刷できるようにするため、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積に先駆け、キャリア１０の表面を変更してもよい。そのような変更の例を図２に示す。図２ａは、表面に電極構造１２と任意の偏光層１４と任意の配向層１６を有するキャリア１０を示し、その上には感光性ラッカー２００が堆積されている。感光性ラッカー２００をフォトリソグラフィステップでパターン形成することにより、図２ｂに示すように、キャリア１０の表面に壁構造２０２のパターンを形成する。この壁構造２０のパターンがキャリア１０の表面でレリーフパターンを形成する。あるいは、例えばフォトエンボシング、射出成形、スクリーン印刷、マイクロコンタクトプリント、または２ステップ光重合技術によって、そのようなレリーフパターンを得ることもできる。
【００６６】
次に、変更したキャリア１０上に形成した壁構造２０２同士の間の個々の空洞に液滴１００、１２０、及び１４０を堆積させると、図２ｃに示す中間構造を得る。縁取りした領域に液滴１００、１２０、及び１４０を堆積させることには、液滴の拡散が阻止されること、そして同領域を充填することで十分な高さＨを有する液滴１００、１２０、及び１４０が提供されるという利点がある。ここで、壁構造２０２の形状をこの例で示す形状に限定しないことを強調する。例えば、テーパ形状の壁又は多数のポリマー層を積層して形成した壁等も使用することができ、これは本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００６７】
さらに、壁構造２０２の形成後に、キャリア１０の表面の変更ステップ、例えば任意に配向層１６を堆積させるステップを行ってもよいことを理解されたい。
【００６８】
これらの利点を達成する代替のキャリア変更方法を図３に示す。図３ａでは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）スタンプ等のスタンプ３００を用いて、キャリア１０の表面上にノンウェット材料の領域３０２を印刷する。必要に応じ、前述のＡＩ３０４６等、任意の配向層１６上に領域３０２をオフセット印刷することができる。ＰＤＭＳスタンプ３００用のインクとしては、日本の日産化学（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のＳＥ７５１１を使用できるであろうが、他の公知のオフセット印刷用インク、例えばポリイミドの使用も可能である。
【００６９】
領域３０２の印刷は、キャリア１０の表面全体にスタンプを一斉に接触させるか、あるいはキャリア１０の表面にスタンプを転がすことによって行うことができ、それによって、図３ｂに示すようにキャリア表面に複数の有縁ドメインが設けられる。ノンウェット領域３０２を設けることで、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積時に表面キャリア１０上でのウェッティングが主に有縁ドメイン内で起こり、このようにして図３ｃに示す電子装置の中間構造が得られる。例えば前述のＳＥ７５１１等のノンウェット材料を選択することによってキャリア表面の良好なノンウェット性質を達成でき、これにより液滴１００、１２０、及び１４０のキャリア１０との接触角□は、キャリア１０の未処理領域との接触角□に比べて少なくとも１０度大きくなる。
【００７０】
オフセット印刷を用いる代わりに、マイクロコンタクトプリント、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、タンポン印刷等、代替の印刷技術によってディウェッティング材料の領域３０２を堆積させてもよい。
【００７１】
複数の離散液滴を堆積させる前に、ポリマー材料を選択的に蓄積するよう官能基化した複数の第一の領域と、電気光学材料（１０２）を選択的に蓄積するよう官能基化した複数の第二の領域とを基板キャリア表面に任意に設け、それぞれの第一の領域は、それぞれの第二の領域とそれぞれのノンウェット材料の領域（３０２）との間に設ける。かかる領域を設けることで相分離が所望の方法で促進されると共に、第一の領域によって一般にキャリア表面とポリマー層との接着が向上することから、相分離の後に得られる構造の機械的安定性が向上する。第一の領域及び第二の領域はそれぞれ、前駆体ポリマーに対して高親和性及び低親和性の領域とすることができる。高親和性の領域を化学的反応基で官能基化し、低親和性の領域に対してはそのような官能基化を行わず、その化学的反応基をポリマー前駆体との反応に適したものにすれば、機械的安定性がことさら向上する。代替的に又はそれに加えて、第一及び第二の領域をそれぞれ高重合速度及び低重合速度を促進するよう官能基化することもできる。これは、第一及び第二の領域でそれぞれ低濃度（ゼロを含む）及び高濃度の重合防止剤を用いることによって達成できる。
【００７２】
第一及び第二の領域の少なくとも一方を形成する材料は、技術的に公知である。反応基を提供される第一の領域を形成する材料と、第一の領域を基礎キャリア表面に物理的に結合する材料の例として、インクジェット印刷性能のため不活性溶媒で任意に希釈した、（メタ）アクリレート側鎖等の反応性側鎖を有するポリマーまたはオリゴマーを挙げる。感光性ポリイミド前駆体、より具体的にはアーチケミカルズ（Ａｒｃｈ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）より入手できるＤｕｒｉｍｉｄｅ（登録商標）等、Ｎ−メチルピロリドン中に溶解したアクリル酸側鎖を含有するポリアミド酸エステルはかかるポリマーの一例であり、その典型的分子構造を下に示す。
【化３】
2007503608.tif 000005
【００７３】
アクリレート反応基の場合には、アミン基を含有するポリマーまたはオリゴマーも適切である。アミン基はマイケル付加反応でアクリレート基と反応する。アミノ基は、パターン化してキャリアに導入することができる。ただし、ポリイミド前駆体ポリマーのパターンをキャリアの上に印刷することも可能である。この前駆体は印刷の後に硬化しないか、あるいは部分的にのみ硬化するため、反応性単位は利用可能なままである。
【００７４】
多官能性（メタ）アクリレートモノマーまたはその混合物と光開始剤を使用してもよい。ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート又はトリプロピリングリコールジアクリレートが候補としてふさわしい。印刷の後には、ＵＶ照射によって混合物を部分的に重合できる。これは、印刷されたパターンの固定化を確かなものにする。反応しなかった基は、層化プロセス中に形成されたポリマーへの化学的結合に役立てることができる。印刷後に混合物がキャリア表面の上で拡散するのを防ぐため、混合物には十分に高い粘度が求められる。
【００７５】
第一の領域は、ポリマー層はもとよりキャリア表面に化学的に結合することができる。これは例えば、官能化（クロロ）シランをポリビニルアルコール（ＰＶＡ）キャリア表面と組み合わせて用いることにより達成できる。クロロシランは、ＰＶＡのヒドロキシル基と化学的に結合する。シランはマイクロコンタクトプリントが可能であるため、例えば（メタ）アクリレートクロロシランのパターン化単分子層を印刷できる。ポリマー前駆体としては、シランの（メタ）アクリレート基と反応できるものを選択する。
【００７６】
反応基を有する第一の領域を形成するため、ケイ皮酸エステル又はクマリンタイプの光配向材料からなるキャリア表面をチオールと組み合わせて使用することもできる。
【００７７】
無論、使用する反応基のタイプはポリマー前駆体に依存する。例えば、ポリマー前駆体がチオレンであれば、（メタ）アクリレート基、ビニル基、チオール基、またはアミン化合物を第一の領域の材料としてよい。カチオン重合によって硬化するエポキシド前駆ポリマーには、エポキシド基、アミン基、酸性基、無水物基、酸塩化物基を含む印刷構造を組み合わせることができる。
【００７８】
第一及び第二の領域を設けるにあたり適切に使用できるさらなる材料は、技術的に利用できる。詳細については、同出願人が出願番号０３１０２４４３．３で出願した欧州特許出願、同出願人が出願番号０３１０２４４５．８で出願した欧州特許出願、及びそれぞれ優先権を主張する特許出願を参照されたい。なお、これら特許出願の内容は参照により援用する。
【００７９】
ノンウェット及び第一の領域及び第二の領域の少なくとも１つに任意の所望のパターンを付与して、所望の外形を有する電気光学素子を提供することができる。方形の格子又はパターンを使用してもよく、これは例えばディスプレイのピクセル境界に対応する。優れた機械的特性を有することで知られるハニカム構造を構成する六辺形等、他の形状を適用することもできる。円形の構造としてもよい。構造のサイズは、ピクセルサイズと同じものを選択しても、またはこれと異なるものを選択してもよい。例えば、大きければ数個のピクセルを封入し、逆に小さければ各々のピクセルで２つ以上の封入液晶カプセルを内包する。ノンウェット、第一及び第二の領域の少なくとも１つの厚みは別々に選択することができる。厚みは、１ナノメートル程度（単分子シラン層の場合）から、印刷ポリイミドの場合には数百ナノメートルにまで及ぶ。そのような場合には、通常ポリマー層が電気光学素子の壁を提供する。ただし、ポリマー壁のかなりの部分を形成する、または電気光学素子の壁を確実に形成する、より厚い層を印刷することができることは言うまでもない。
【００８０】
ノンウェット領域（３０２）を堆積するより前または後に、第一及び第二の領域の少なくとも一方を設けてもよい。第一の領域は、領域３０２に部分的に重なり合うように、あるいはこれに隣接する（接する、または間隔を置く）ように設けてもよい。第一及び第二の領域を設けるため、ノンウェット領域を堆積するのに適した方法を用いてもよい。
【００８１】
上で説明した反応性ポリイミドからなる第一の領域の上にノンウェット領域を施す簡便な方法は、反応性ポリイミド材料のアクリレート基と反応できる基を一方の側に有し、アルキル基のような無極性部分またはフッ化アルキル基を他方の側に有する、両親媒性材料の単層をオフセット印刷することである。アルキルチオール（例えばオクタデシルチオール）はそのような両親媒性化合物の一例である。チオールは、アルキルアミン（例えばオクチルアミン）等のフリーラジカル開始剤の存在下で、熱またはＵＶ光の作用により反応性ポリイミドのアクリレート二重結合と反応する。
【００８２】
ノンウェット領域と第一の領域を別々に設けることとは対照的に、前駆体ポリマーと反応できる反応基をノンウェット領域に設けて、パターン化堆積ステップを１つ省いてもよい。このために、（メタ）アクリレート基で官能基化したホメオトロピックポリイミド配向材料を使用できる。
【００８３】
本発明による電子装置１の有利な実施形態を図４に示す。電子装置１のキャリア１０の表面の所定の部分は、対応する所定のパターンで配置した複数の電気光学素子１１０を支持する。本発明の製造方法では、キャリア１０の表面全体に規則的な電極構造（図示せず）を装備することができ、電子装置の所定のパターンは、複数の離散電気光学素子１１０によって、または数個の電気光学素子、例えば前に示した電気光学素子１１０、１３０、及び１５０によって構築することができるため、そのような電子装置を容易に製造できることを、当業者は理解するであろう。セグメント化ディスプレイ装置に一般的にともなう時間と費用のかかるプロセスとして、電極構造を所定のパターンで成形し、キャリア１０の表面全体を電気光学素子で覆う必要があるが、本発明の方法であれば、規則的な電極構造の上に電気光学素子１１０を個別に製造できるため、そのような電子装置を製造するより簡易な方法が可能となる。よって、より速やかに製造できるより簡素且つ廉価な電子装置がもたらされる。
【００８４】
電気光学素子１１０の形成はもはやキャリア１０の形状に関係しないため、電気光学素子１１０をキャリア１０の表面で個別に形成することで、電子装置１の形成、特に非矩形のディスプレイ装置の形成も容易となる。実際キャリア１０の形状は、機能する電極構造をその表面に形成できる任意の形状であってもよい。
【００８５】
本発明の電子装置１はまた、キャリア１０が可撓性のキャリアである場合に特別な利点を有する。図５ａは、曲げた状態のキャリア１０を概略的に示す。電子装置５００は、例えばＰＣＴ特許出願ＷＯ９９／２１０５２で開示された方法等、先行技術の製造方法を用いて製造でき、複数の電気光学素子５２０を有し、複数の電気光学素子５２０は、通常ポリマー壁またはリソグラフィックスペーサ５２５によって分離され、さらにテイジン（Ｔｅｊｉｎ  ｃｏｍｐａｎｙ）が販売する修正ポリカーボネートフォイル等、薄いポリマーから形成できる可撓性のキャリア５１０と、可撓性キャリア５１０にシールされたポリマー層５２０との間に挟持される。最上層５３０が存在するため、キャリア５１０は曲げられた状態では矢印５４０で示す内側方向の応力を受け、他方最上層５３０は矢印５５０で示す外側方向の応力を受ける。これは電子装置５００に応力負荷をかけ、装置に不具合を招くおそれがある。また、そのような応力負荷のもとでは電気光学素子５１０が変形し、同素子の電気光学材料がＬＣ材料である場合には特に、電子装置５００の種々の電気光学素子５１０のグレースケールのばらつき等、表示品質の低下を引き起こす。
【００８６】
それに比較して、図５ｂは本発明による電子装置１を示す。電子装置１は可撓性キャリア１０を有し、この可撓性キャリア１０は電子装置５００のものと同じポリマー基板から、あるいは別の適切な可撓性材料から形成してよく、その表面に複数の離散電気光学素子１１０を支持する。本発明の電子装置１の電気光学素子１１０は、ポリマー層５３０のような連続する層で形成されるのではなく、分離した離散ポリマー層１１４によって形成されるため、電子装置１はキャリア１０が曲がる際に応力を受けない。その結果、電子装置が曲げられても、全般的な電子装置１の性能と、とりわけ電気光学素子１１０の性能が損なわれることがない。
【００８７】
可撓性基板に本発明を応用するさらなる利点は、本発明の電気光学素子は通常図１ｃに示す高さＨが僅か十分の数ミクロンであるため、可撓性電子装置の全体的厚みの減少に良い効果をもたらすということである。本発明の電気光学印刷技術は有機半導体材料を確実に損なわない程度に十分に低い温度で実行できるため、有機半導体材料に基づくマトリックスアレイ電子装置にはとりわけ適している。さらに、かかる電子装置１は薄さを保つことができるため、丸めた状態でも電子装置の種々の層に極度の圧迫を与えることなく丸めることができる。
【００８８】
図６は、本発明の方法を実施することによって、キャリア１０の表面に複数の電気光学素子を備える電子装置１を製造する装置６００の一実施形態を示している。ＸＹテーブル６２０はキャリア１０を受け入れるよう構成され、この場合のキャリア１０は電極構造１２を支持する。図６及び図９に示す例では、専ら非限定的例として、製造する９つの電子装置に対応する電極構造１２を示す。ＸＹテーブル６２０は、コンピュータシステム６２２の制御のもと軌道６２４上で平行移動できる。
【００８９】
装置６００は好ましくは、基板１０を支持するＸＹテーブル６２０の表面に対向するように固定構造６４４に複数の印刷装置６４０を含むが、ただしただひとつの印刷装置６４０もまた可能である。印刷装置６４０は、液体の複数の離散液滴をキャリア表面に堆積させるべく構成する。このため印刷装置６４０の各々は好ましくは、出口をＸＹテーブル６２０に向ける複数のノズル６４２を有する印刷ヘッド６４１を含むが、ただし単一ノズル印刷ヘッド６４１もまた可能である。第一の電気光学材料１０２と第一のポリマー前駆体１０４との混合物を含む第一の液体を収容するただひとつの容器（図示せず）にノズル６４２の全てを接続してよく、この場合には、形成すべき全ての電気光学素子が同じ電気光学材料を含むこととなる。
【００９０】
代替的には、第一の電気光学材料１０２と第一のポリマー前駆体１０４との混合物を含む第一の液体を収容する容器（図示せず）にノズル１４２の１つのサブセットを取り付けて、他方第二の電気光学材料１２２と第二のポリマー前駆体１２４との混合物を含む第二の液体を収容する容器にノズル１４２の別のサブセットを取り付けてもよい。この場合には、タイプの異なる電気光学素子を平行して堆積させることができる。また、本発明の印刷プロセスをさらに最適化するため、印刷装置６４０に複数の印刷ヘッド６４１を備えてもよい。印刷装置６４０は、圧電または連続インクジェット印刷装置、またはバブルジェット印刷装置等、公知の印刷装置としてよい。
【００９１】
装置６００は好ましくは、ＵＶランプ（図示せず）又は熱源（図示せず）等、複数の電気光学素子を形成する手段も備える。
【００９２】
平行移動するテーブル６２０を有する代わりに、キャリア１０を受け入れる固定した手段６２０、例えば固定テーブルと、ＸＹ平行移動構造６４４における複数の印刷装置６４０を使用することもでき、これは本発明の範囲を逸脱するものでないことを当業者は理解するであろう。さらに、堆積された液滴を融合させることにより、装置６００を用いて本発明の第二の方法により第一の液体を堆積できることは明白であろう。
【００９３】
図７は、本発明の第二の方法によって得た電子装置７００を示す。電子装置７００は、表面に例えばインターデジット式電極構造等の電極構造１２を有するキャリア１０を備える。キャリア１０の表面の部分７２２及び７２４は、ポリマー層（図示せず）とキャリア表面との間に封入された電気光学材料で覆われる。電子装置７００のディスプレイ領域を形成する部分７２２及び７２４は、第一の電気光学材料１０２と第一のポリマー前駆体１０４とを含む第一の液体の複数の液滴をそれぞれの部分に滴下させることによって形成され、その後、本発明の第一の方法と同様に、第一の液体をしかるべき刺激に晒すことによりディスプレイ装置が形成されている。部分７２２及び７２４の画定をさらに改善するため、ディウェッティング材料の境界（図示せず）を部分７２２及び７２４のまわりに堆積させてもよい。キャリア１０の表面をほぼ完全に覆う領域等、本発明の第二の方法により、ディスプレイ領域として際限なき異なる形状を定義できることを強調する。
【００９４】
電極構造１２は制御回路７４０に導電的に結合し、制御回路７４０はオン／オフ信号生成器のような簡素なものであってよい。制御回路７４０はオン／オフスイッチ（図示せず）に応答するものとしてもよい。電極構造１２に供給する電力は、バッテリー等の一体化した電源（図示せず）により、あるいはキャリア１０のさらなる表面における導電性接点（図示せず）を介しての外部の電源により、供給してもよい。ディスプレイステッカーまたはディスプレイラミネートとして電子装置７００を使用できるようにするため、接着性層７５０でさらなる表面を拡張してもよい。そのようなディスプレイラミネートにはモジュール式の玩具、例えばレゴ（ＬＥＧＯ）を組み合わせてもよく、玩具モジュールは、電子装置７００の導電性接点を電源に接続する接合用導電性接点を含む。例えばこれは、例えば異なる色外観を有する電子装置７００を異なる玩具モジュールに付着させることにより、モジュール式ディスプレイ装置における独立した「ピクセル」としての玩具モジュールの使用を可能にする。
【００９５】
なお、前述の実施形態は本発明を示すものであって本発明を制限するものではなく、当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、多くの代替的な実施形態を起案することができよう。特許請求の範囲において、括弧内の参照番号はいずれも、特許請求の範囲を制限するものではない。「含む」という用語は、請求項中に記載したもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。ある要素を単数として記載していても、それはこの要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別の要素を含むハードウェアにより実施できる。手段をいくつか列挙した装置に関する請求項では、これら手段のいくつかはハードウェアの１つの同一アイテムにより実施できる。相互に異なる従属請求項中に特定の手段を記載していても、それらの手段を組み合わせて使用した場合に利点が得られないということではない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第一の方法及び電子装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図２】本発明の第一の方法及び電子装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図３】本発明の第一の方法及び電子装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図４】本発明の電子装置の別の実施形態を概略的に示す図。
【図５】キャリアを曲げた状態の先行技術のディスプレイ装置と本発明のディスプレイ装置とを概略的に示す図。
【図６】本発明の第一または第二の方法を実施する装置を概略的に示す図。
【図７】本発明の第二の方法によって形成された電子装置を概略的に示す図。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
2007503608.tif 000008
【図１ｄ】
2007503608.tif 000009
【図１ｅ】
2007503608.tif 000010
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2007503608.tif 000016
【図４】
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【図５ａ】
2007503608.tif 000018
【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2007503608.tif 000023
2007503608.tif 000024
2007503608.tif 000025
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