(57)【要約】エレクトロウェッティングセル（１５）は外側壁（９０）及び内側壁（８０）を有し、外側壁（９０）は内側壁（８０）の反対側に伸びている拡張部（８５、８６）を備えている。セル（１５）は、体積拡大のためのメンブレン（４５）を更に備え、電気メッキ層（９５）により密封されている。
2007536591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び少なくとも１つの側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルであって、前記基板及び側壁は、共にエレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定し、前記本体部に固定可能である少なくとも１つの端部を更に有する、エレクトロウェッティングセルであり、前記本体部の少なくとも１つの側壁は内側壁及び外側壁を有し、前記端部の一部は前記内側壁の一部であり、前記外側壁は、前記内側壁の反対側において外側セルの第１側及び第２側に伸びている拡張部により前記端部及び前記本体部を固定している、エレクトロウェッティングセル。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁は前記基板の一部を有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項３】
請求項２に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁は、前記基板の一部と前記端部の一部との間に電気絶縁性材料のスペーサを更に有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項４】
請求項１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁の第１側において伸びている前記外側壁の前記拡張部は、前記外側壁に取り付けられたクランピング体である、エレクトロウェッティングセル。
【請求項５】
請求項４に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記クランピング体は、前記拡張部及び前記外側壁において成長された金属層により前記外側壁に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
【請求項６】
請求項１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記エレクトロウェッティング流体の少なくとも１つと接する第１電極及び第２電極は、前記基板及び前記端部における前記キャビティの反対側に規定される、エレクトロウェッティングセル。
【請求項７】
請求項６に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記基板は開口を備え、前記基板の端部に前記電極がある、エレクトロウェッティングセル。
【請求項８】
請求項１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記端部は、閉止キャビティの体積の拡大を可能にするフレキシブルなメンブレンを有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項９】
請求項２に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記内側壁の前記第２側における前記拡張部は、両側に成長された金属層を介して前記基板に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１０】
基板及び少なくとも１つの側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルであって、前記基板及び側壁は、共にエレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定し、前記本体部に固定可能である少なくとも１つの端部を更に有する、エレクトロウェッティングセルであり、前記端部は、前記端部及びジョイント部の両方の表面に形成された金属層により前記本体部に取り付けられている、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記外側壁、前記内側壁、前記基板又は端部の重ね合わせ部分を有する、エレクトロウェッティングセルであり、隣接表面の少なくとも一における前記重ね合わせ部分は加圧下で前記重ね合わせ部分を密封するためのシーラントを有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記シーラントは、プラスチック又はゴムを有する合成材料のような有機合成材料を有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１３】
請求項１１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記シーラントは電気導電性を有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１４】
請求項１１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記シーラントはｎｉｆｒｏｎのようなニッケル−ＰＴＦＥ合成材料を有する、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１５】
請求項１１に記載のエレクトロウェッティングセルであって、前記シーラントは堆積又は成長処理により形成される、エレクトロウェッティングセル。
【請求項１６】
基板並びに内側壁及び外側壁を有する側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルの製造方法であって、前記外側壁は前記内側壁の反対側に伸びている第１及び第２拡張部を備え、前記基板及び側壁は、共に第１及び第２エレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定する製造方法であり：
外側壁及び基板を備え、その結果、前記キャビティを得る段階；
前記第１及び第２エレクトロウェッティング流体で前記キャビティを満たす段階；
前記基板までの所望の距離に前記流体の少なくとも１つに浸積されるような前記キャビティの端部を備える段階であって、前記基板及び前記端部の一部と任意には中間スペーサとが前記内側壁を構成する、段階；
前記外側壁の前記第１拡張部が前記端部の上部に位置付けられるように、前記本体部に前記端部を固定する段階；
を有する製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記拡張部は、前記端部に位置付けされた直後に前記外側壁に接続される別個のクランピング体である、製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記クランピング体及び前記外側壁はそれらの表面に成長された金属層により接続されている、製造方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１０の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルと協働する画像取り込み装置又は画像センサ。
【請求項２０】
請求項１乃至１０の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルを有する光走査装置。
【請求項２１】
請求項１乃至１０の何れ一項に記載のエレクトロウェッティングセルと協働するディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板及び少なくとも１つの側壁を備えた本体を有するエレクトロウェッティングセルであって、基板及び側壁は共に、エレクトロウェッティング流体を有し、本体部に固定された少なくとも１つの端部を更に有するキャビティを規定する、エレクトロウェッティングセルに関する。
【０００２】
本発明はまた、基板及び側壁を備えた本体部を有するエレクトロウェッティングセルを製造する方法であって、基板及び側壁は共に、第１及び第２エレクトロウェッティング流体を有するキャビティを規定する、方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エレクトロウェッティングセルは、光が２つの非混和性流体間のメニスカスにより反射されるセルである。それら２つの流体の一は電気絶縁性であり、他の流体は電気導電性である。メニスカスの形状は、２つの電極間の電圧の影響下で可変であり、それらの電極の一は電気導電性流体に接続され、他の電極は本体の表面に接続される。そのようなセルは既知であり、例えば、レンズまたはディスプレイとして応用される。セルのアプリケーションの場合、本体部における光路が存在する。
【０００４】
そのようなエレクトロウェッティングセルについては、例えば、国際公開第０３／０６９３８０号パンフレットに記載されている。この特許出願においては、少なくとも１つの側壁の内面は、疎水性の流体接触層で覆われているレンズについて開示している。電圧が印加されないとき、電気絶縁性流体に対する流体接触層の濡れ性は電気絶縁性流体に対する流体接触層の濡れ性と異なる。印加電圧の影響下では、濡れ性の変化が起こる。これは、流体接触層と流体との間の接触ラインにおけるメニスカスの接触角の変化に繋がり、それにより、メニスカスの形状を調整することができる。それ故、メニスカスの形状は印加される電圧に依存する。
【０００５】
エレクトロウェッティングセルは光学特性を有し、そして流体を有するために、このことは、セルの完全な充填が達成され、セルを閉じた後に流体がセルから漏れない適切な動作ために非常に重要である。先行技術において開示されたセルは、そのような完全な充填及び流体リークの防止の仕方について、何ら解決方法を与えていない。
【特許文献１】国際公開第０３／０６９３８０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故、本発明の第１の目的は、冒頭の段落で述べた種類のエレクトロウェッティングセルであって、完全に充填することができ、セルを閉じた後に流体漏れが防止された、レクトロウェッティングセルを提供することである。
【０００７】
第２の目的は、冒頭の段落で述べた種類の方法であって、産業上実行可能な方法で達成することができる、方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その第１目的は、本体部の少なくとも１つの側壁は内側壁及び外側壁を有し、その側壁の端部の一部は内側壁の一部であり、それ故、端部及び本体部を固定し、その側壁の外側壁は、内側壁の第１側及び第１側に対して反対側の第２側において伸びている拡張部を備えていることにより達成される。
【０００９】
第２目的は、内側壁及び外側壁を有するセルであって、前記外側壁は内側壁の反対側において伸びている第１及び第２拡張部を有し、方法が
−  外側壁及び基板を備える段階であって、その結果、キャビティを得る、段階と；
−  第１及び第２エレクトロウェッティング流体でキャビティを充填する段階と；
−  基板までの所望の距離において流体の少なくとも１つの中に浸されるように、キャビティ内の端部を備える段階であって、基板の一部及び端部並びに任意に中間スペーサが内側壁を構成する、段階と；
−  外側壁の第１拡張部が端部の上部に位置付けられているように、本体部に端部を固定する段階と；
を有する、セルにおいて達成される。
【００１０】
本発明の解決方法は二重の壁を有するセルである。外側壁は安定性及び適切な密封性を与え、内側壁は、連続的に組み立てられる構成要素により作られている。連続組立及び二重壁のために、エレクトロウェッティング流体は、端部の前に備えられることができる。その結果、端部は流体中に浸され、実際には、流体は最も低い密度を有する。ある流体は端部の上に流れるが、それにも拘わらず、外部壁の内側に保たれる。その浸積は必要な完全な充填に繋がる。それ故、外側壁は内側壁の反対側に存在する点で、適切な密封が達成される。このとき、パッケージの外側壁は、適切な方式で互いに取り付けられる２つの主要材料のみから成る。適切な組み合わせは金属とガラスである。
【００１１】
基板は外側壁の一部であることが可能であるが、好適には、部分が内側壁の一部である、別個の一部である。スペーサが、基板の一部と端部の一部との間に存在することが可能である。このことは適切であるが、必要ではない。そのようなスペーサの有利点は、例えば、上記の流体接触層のような何れの所望の表面コーティングを備えることが可能であることである。有利であることに、スペーサは、そのセルの下部側に隙間を与える。このことは、セルの高さの減少を可能にする。
【００１２】
幾つかの実施形態においては、端部の上部に備えられた第１拡張部を考案することができる。例えば、その第１拡張部は、外側壁のフレキシブルな拡張部であることが可能である。代替として、それは、例えば、ツールに影響を与える圧力の支援により、堆積技術により堆積される金属層であることが可能である。
【００１３】
好適な実施形態においては、第１拡張部は、別個の構成要素として端部の上部にクランプ体であり、同時に及び連続的に、外側壁に接続されている。このことは、効率的な組み立て方法を可能にする。信頼性高い接続が、ロック特徴、付加クランプ、接着層及び密封得層のような機械的及び化学的手段の両方において実現される。有利であることに、前記表面において成長される接合及び保護層を用いることができる。成長される層は化学的にその表面に結合される。その成長される層は同じ熱膨張係数を有し、温度の影響下で、非弾性及び不可逆的膨張について変動しない。成長される層は所望の厚さに成長され、それに伴って、ギャップ及び高さの差を平坦にする。更に、そのような成長される層は、特に、酸化膜を有する場合に、全く不活性であり、その酸化物は自然酸化膜であることが可能である。最終的に、成長層は何れのエレクトロウェッティング流体による攻撃に対して反応せず、分子の拡散を可能にする開放構造又は多孔性構造を有しない。そのような密封により、特に、ガラスの基板及び端部と共に、得られるセルは密閉される。
【００１４】
特に適切な技術は、ここでは、電気メッキである。この技術は、全体的にセルを浴に浸すことにより、バルクレベルで適用することができる有利点を有する。そのような全体的なセルの浸積は、成長層が、内側壁のどちらかの全体オン外側壁及び両方の拡張部において広がる有利点を更に有する。このようにして、外側壁のクランピング特性は向上する。
【００１５】
他の実施形態においては、エレクトロウェッティング流体の少なくとも１つと接触する第１及び第２電極は、基板及び端部におけるキャビティの反対側において規定される。少なくとも２つの電極が、メニスカスの形状を設定するために必要な電圧を印加するように、エレクトロウェッティングセルにおいて必要である。そのような電極は、メニスカスの反対側において、内側壁に備えられることができる。しかしながら、この実施形態においては、それらの電極は、端部及び基板に備えられている。このことは、実際には、電極の一のための絶縁性接続を伴わない金属カプセル化を用いることを可能にする。
【００１６】
好適には、基板は開口を備え、その基板の端部に、前記電極がある。電極は、メニスカスに面する基板の表面及びメニスカスから離れて対向する反対側の表面の両方にある。後者の修正は、ここでは、前記開口が金属で覆われている必要がないため、極めて好適である。流体が開口を覆っている。更に、この電極の形成は、基板への外側壁の取り付けのために用いられる金属ストリップの形成に組み込まれていて、それ故、適切な密封を与える。
【００１７】
パッケージは体積拡張部材を備えていることが好ましい。そのような体積拡張部材については、特開２００２−１６２５０６号公報に開示されている。この開示されているパッケージは、基板に隣接して存在する特定のチャンバを有し、フレキシブルなカバーによりセルから分離されている。セルの圧力を増加させるとき、そのフレキシブルなカバーは、前記チャンバ内に伸びる曲面化された表面を形成するように、変形される又は広げられる。本発明は、内側壁と外側壁との間にそのようなチャンバを位置付ける可能性を提供する。
【００１８】
体積拡張部材の更に好適な実施形態は、端部の一部であるフレキシブルなメンブレンである。このように、端部の大きい部分、即ち、光路中に存在する部分は移動される。それ故、実質的な体積の増加は補償される。フレキシブルなメンブレンは、特に、リング形状である。それ故、端部は、外側端部、メンブレン及び内側部分に分割される。端部の標準の位置は、ここでは、平面的である必要はない。以下、図を参照しながら説明するように、特に、外側端部は、クランピング体の加圧下で下方に押されるようになっている。更に、これは加圧パッケージを得る。好適ではないが、端部の外側端部部分は内側部分と異なる他の材料を有することは排除されない。
【００１９】
メンブレンは、極めて好適には、金属より成る。そのような材料は、効果的に流体に耐える。メンブレンがセルの電極の一として用いられることが可能であることは、更なる有利点である。クランピング体と外側壁との間の接続が電気メッキ等により与えられる場合、メンブレンはまた、金属層も備える。一方で、十分な安定性と、他方で、十分なフレキシビリティを有するメンブレン層の適切な厚さは５乃至３０μｍのオーダーであり、更に好適には、１５乃至２５μｍの範囲内である。これはまた、メンブレンの材料に依存する。メンブレンの厚さを制限するように、メンブレンは絶縁コーティングされることが可能である。
【００２０】
基板及び端部は、好適には、ガラスプレートである。ガラスはエレクトロウェッティング流体に対して不活性である。そのガラスプレートは粒子ブラスティングのような技術により処理されることが可能であり、金属層がそのガラスプレートに備えられることが可能である。必要に応じて、一の又は両方のガラスプレートは、ＩＲコーティング、ＵＶ吸収コーティング、反射防止コーティングを含むコーティング及び表面層ばかりでなく、レンズを備えることが可能である。アライメント特徴は、表面層により作られたレプリカに含まれることが可能である。このことは、下部側及び上部側に更なるレンズを有するセルの適切なアライメントを可能にする。
【００２１】
本発明のセルがレンズとして用いられる場合、セルは、所望の経路を得るように更なるレンズと適切に組み合わされる。２つのエレクトロウェッティングレンズがアセンブリの一部であり、実際に、これがズーム特徴を備えていることを排除するものではない。しかしながら、代替の実施形態は積み重ねられたエレクトロウェッティングレンズである。このように積み重ねられたエレクトロウェッティングレンズは、本発明の方法により適切に作られることができる。
【００２２】
積み重ねられたセルの製造についての第１実施形態においては、基板は、積み重ねられたセル構成の中央に位置付けられて存在する。次いで、第１組み立て及び充填が基板の一の側においてなされ、第２組み立て及び充填が、第１側における組み立て及び充填の後に反対側の第２側において行われる。好適には、両方の対向する端部が、体積拡張の補償のためのフレキシブルなメンブレンと共に備えられている。外側壁が、基板を支持するために、この構成において、拡張部と、中央に積み重ねられたセルを備えられている。
【００２３】
積み重ねられたセルの製造の第２実施形態においては、２つのセルが外側壁の内側に備えられている。第１セルの端部は第２セルの基板であることが可能であるが、そのことは必要ない。最も単純には、スペーサが、クランピング体の代わりに備えられる。電気メッキにより外側壁に適切に接続されるこのスペーサにおいては、第２セルの更なる基板及び更なる要素が連続して備えられる。そのような構成は、更に、電極が、互いに結合される必要なく、基板及び端部に位置付けられることを可能にする。
【００２４】
幾つかのエレクトロウェッティングセルを積み重ねることに代えて、外側壁が、１つのエレクトロウェッティングセル及び更なる光学及び／又は非光学要素の積み重ねに適用されることが可能である。個別のレンズ及びフィルタに加えて、何れのスペーサ等と所望の距離だけエレクトロウェッティングレンズから間隔を置いて、そのように、画像センサを取り付けることが想起される。そのような一体化においては、最も効率的には、光学的に活性な表面に対向する表面に接着パッドが位置付けられる画像センサを備えている。代替として、画像センサは挿入基板の上部に取り付けられることが可能であり、光学的に活性な表面と反対の側への接続をもたらすように、スルーホールと共に備えられる。挿入基板を用いること自体は、半導体パッケージングの技術分野において知られている。
【００２５】
本発明の方法の有利点は、その方法が、ウェーハレベル又はバルクレベルで実行されることが可能であることである。外側壁は、開口を有するプリント回路基板のようなプレートの一部であることが可能である。その外側壁は、充填及びカプセル化段階の直後に個々のパッケージに分離されることが可能である。しかしながら、セルの形成が個別に実行される場合でさえ、電気メッキ段階は浴において行われ、複数の装置の同時電気メッキを可能にする。
【００２６】
他の好適な実施形態においては、外側壁及び内側壁、基板又は端部の重なり合った表面の少なくとも１つは、加圧下でその重なり合う部分を密封するためのシーラントを有する。その有利点は、その組み立て中にセルを密封することができることである。換言すれば、閉止拡張がセルに適用されつつ、セルは密封される。流体の漏れは、重なり合った表面の周り全てにおいて起こらないようにする必要があることに留意する必要がある。この実施形態の密封は、隣接する表面における凹凸により構成される経路を通る流体の漏れを防止する。この実施形態の他の有利点は、組み立て後に漏れた防止されるため、セルの外側表面は、セルの洗浄後に、内部から拡散する液体の影響を受けないように保たれる。それ故、好適には、上記の金属層の適用は、新たな流体漏れにより妨害されることはない。
【００２７】
プラスチック又はゴムのような有機合成材料を有するシーラントの有利点は、そのような材料が容易に変形可能であり、又は隣接表面が互いから離れている領域であって、最も漏れが起こり易い領域に対して加圧することができることである。好適には、シーラントは電気導電性を有し、その特性は、シーラントに直接、電気亜鉛メッキのような堆積技術による電気メッキ処理を可能にする。シーラントに直接、電気メッキを適用することは、隣接する壁部分間のギャップに対する電気メッキ処理を迅速にすることができる。
【００２８】
本発明は、更に、冒頭の段落で説明した種類の密封を備えた製造方法及びセルに関する。このことは、端部が、端部及び接続部の両方の表面に適用される金属層と共に本体部に取り付けられることにより達成される。上記のように、金属層の適用は密封に繋がる。クランピングは、金属層又は一部が金属層である構成がセルの両側に伸びている場合に、達成される。好適な堆積方法は電気メッキ法であるが、金属のゾルゲル堆積法、スパッタリング又は化学的気相成長法、又はそれらの堆積法の組み合わせが可能である。金属層は、端部の表面及び本体部の表面における金属部分に適切に取り付けられる。
【００２９】
セルは、カメラ、光学記録装置又は何れの他の光学装置において用いられるレンズとして用いられることが可能である。セルは、必要に応じて、光路を得るように、又は、ズームレンズを得るように、組み立てられることが可能である。代替として、セルはディスプレイとして用いられ、その場合、基板の一及び端部は光学的に透明である必要がある。セルはセンサとして更に用いられることが可能である。
【００３０】
本発明の上記の及び他の特徴については、以下、図を参照して更に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図は模式図であって、スケーリングして描かれていない。異なる図における同じ参照番号は同じ構成部分を示している。
【００３２】
図１は、本発明にしたがったエレクトロウェッティングセル１５を示している。この図１においては、部分断面図のみ、即ち、セル１５の左部分のみを示している。しかしながら、セル１５は、示されていない右側部分は左側部分の鏡面対称であるように、対称的に作られている。レンズは、非混和性であり、メニスカス１４に対して互いに接している第１流体５１及び第２流体５２を有する流体チャンバを有する。第１流体５１は、この実施例においては、シリコーンオイル、アルカン又は他の適切な電気絶縁性流体である。第２流体５２は、この実施例においては、塩溶液又は他の適切な電気導電性流体である。チャンバの両側には、電気絶縁層８及び流体接触層１０、例えば、パリレンを備えている。
【００３３】
この実施形態にしたがって、本体部１７は、内側壁８０及び外側壁９０と、セル１５の第２側における第２カバープレート６とを有する。内側壁８０は、流体接触層１０をコーティングされた電気絶縁性部材８を有する。内側壁８０はまた、端部４の一部を有する。この端部（又は、第１カバープレート）４は、内側部分に接続された伸縮自在ジョイント４５の中を通るリング形状のガラス部材８１を有する。好適な実施形態においては、このリング形状のガラス部材８１及び端部４の内側部分は、図２乃至７を参照して下で説明するように、単一のガラスプレートから作られる。内側壁８０は、第２カバープレート６の端部６１を更に有する。第２カバープレート６は、スルーホール６２、電極２及び金属部６３を備えている。他の実施形態においては、第２カバープレート６は、セル１５の第１側１１１における構成に近い又はその構成、即ち、リング形状ガラス部材、伸縮自在ジョイント及びカバープレートと同じで構成に置き換えられることが可能である。
【００３４】
それらの内側壁８０の３つの部分、即ち、リング形状ガラス部材８１、リング形状絶縁性部材８及び端部６１は、外側壁９０の凸部８５とリング形状閉止部材８６との間にクランプされている。閉止部材８６は、ここでは、１つの金属であるが、何れの電気導電性表面を有するものである。外側壁９０は、金属表面９１を備えたプラスチック又は他の材料９２の内側コアを有する。この金属表面９１はまた、第２カバープレート６の金属部６３周囲を囲んでいる。
【００３５】
内側壁８０及び外側壁９０は、密封層９５が周りに存在する点で、ジョイント４５及び端部４と共に、互いに対して取り付けられている。密封層９５は適切な材料から成る。保護コーティングとしてそれ自体知られているゴム、エポキシ樹脂等の高分子コーティングを用いることが可能である。しかしながら、密封層９５は金属を有することが好ましい。これは、密封されたパッケージを備えることを可能にし、空気、水又は流体が拡散しないようにする。このような金属の密封層９５を備えるための特に好適な方法は電気メッキである。この方法は、例えば、浴内で三次元表面に対して実行することができる。
【００３６】
図２乃至７は、伸縮自在ジョイント４６として適用されるように、一体化部材２１０を有する基板２００の製造方法における連続する段階を模式的な断面図で示している。図２０は、第１表面２０１及び対向する第２表面２０２を有する基板２００を示している。基板２００は、この実施形態においては、適切な厚さ、例えば、０．１ｍｍのオーダーのガラスプレートである。
【００３７】
図３はフォトレジストが両方の表面２０１、２０２に塗布された後の基板２００を示している。フォトレジスト材料それ自体は、当該技術分野において知られている。
【００３８】
図４は、フォトレジスト２０５をパターニングし、現像した後の基板２００を示している。第１側２０１のパターニングにより開口２１４を得る。第２側２０２のパターニングにより、フォトレジスト２０５の表面２１５はまた、三次元構造を与えられる。この表面２１５は、この実施形態においては、波状表面の形状にある。このような表面構造は鍛造又は他の機械的変形により与えられる。代替として、最先端のフォトリソグラフィ技術が用いられる。更なる代替においては、所望の形状にフォトレジスト層を備えるように成型技術を用いる。理解できるであろうように、そのような場合には、特定のフォトレジスト材料を用いる必要はない。
【００３９】
図５は、メンブレン層２２５が塗布された後の基板２００を示している。メンブレン層は、例えば、幾らかの弾性を有する金属から構成されるが、それがフォトレジスト層２０５と相性が良い限り、何れの他の材料も適切である。多くの金属は、薄い層として適用される場合、十分なフレキシビリティを有することが判明した。それらの金属には、例えば、金、銅、ニッケル、アルミニウム及びそれらの適切な合金がある。金属層は、スパッタリング、化学的気相成長法又は湿式化学技術のような適切な堆積技術により堆積されることが可能である。この実施例においては、メンブレン層２２５はパターニングされて示されているが、それは必要ない。
【００４０】
図６は、第１側２０１のパターニングされたフォトレジスト２０５を通してパターニングされた後の基板２００を示している。ガラスプレート２００の場合、パウダーブラスト技術を有利に適用することができるが、そのことはエッチングなどの何れの他の技術を排除するものではない。
【００４１】
図７は、フォトレジスト２０５が除去された後の基板２００であって、一体化されたメンブレン２２０を有する基板２００が結果的に得られた様子を示す図である。明らかであるように、基板２００は横方向に広がっている。メンブレン２２０は何れの適切な形状を有することが可能である。特に、リング形状が好適である。基板は複数のメンブレンを有することが可能であり、他の段階におけるウェーハレベルの処理について適切であり、又は、分離されることが可能である。そのような分離段階はまた、フォトレジスト２０５の除去前に適用されることが可能である。ここでは、図示していないが、基板は、第１側及び第２側２０２に更なる層を有することを排除するものではない。半導体基板が基板２００として用いられる場合、ダイオード、トランジスタ又はトレンチコンデンサ等の半導体要素がここで規定されることが可能である。
【００４２】
図８乃至１６は、エレクトロウェッティングセル１５の製造方法の模式的断面図である。図１は、実施形態の製造物について示しているが、本発明の範囲内での修正及び変更が可能である。
【００４３】
図８は、組み立てにおける第１段階を示している。ここでは、ガラス基板６はリング形状部材９０に備えられている。リング形状部材９０は外側壁として機能し、電気導電性表面に備えられている。可能であるが、表面全体が電気導電性である必要はない。部材９０は拡張部８５を備え、その拡張部は基板６の第１側１１２に存在し、基板６の接着層６３と接している。接着層６３は、ここでは、例えば、銅のような金属である。電極２は、基板６の同じ第１側１１２にある。この電極２は基板６における開口６２を覆っている。開口６２は電気導電性材料で満たされることが可能であるが、この実施例においてはそうなってはいない。開口６２は、例えば、外側壁９０とは対照的に、リング形状ではなく、局部的にのみ備えられている。ガラスの代わりに、他の材料を用いることが可能である。セルがレンズでない場合、基板は光学的に透明である必要はない。基板６及び外側壁を取り付けたまま維持するように、例えば、接着層を用いることが可能である。
【００４４】
図９は、組み立ての第２段階の後の結果について示している。ここでは、基板及び外側壁９０は金属層９１と互いに接続している。この金属層９１は、浴内における電気メッキにより適切に形成される。金属層９１は外側壁９０を囲んで広がり、基板の接着層６３に接続している。その接続は、基板の第１側１１２ばかりでなく、側面１１５にも存在している。ここでは、電極２が電気メッキにより形成された層を備えていることが示されているが、他の図においては示されていない。この電極２の位置は、電極と外側壁との間にブリッジが形成されないように選択されている。絶縁性コーティングが、電極２が厚くならないように、電極２に備えられることが可能である。
【００４５】
図１０は、電気導電性流体５２が基板６の第２側１１３と外側壁９０に形成された後の結果について示している。流体５２は、この場合、塩類水溶液である。アルコール等が添加溶剤として用いられることが可能である。流体は開口６２中に広がり、それは電極２と接するようになる。電極２は、同時に、セルの閉止部として機能する。
【００４６】
図１１は、電気絶縁性流体５１の形成後の結果について示している。これはオイルであり、例えば、アルカン又はシリコーンオイルである。より低い密度の観点から、それは電気導電性流体５１の後に形成される。示されているメニスカスの形状及び基板６の第２側１１３への接着は全く模式的であり、何れの物理的効果に対応する必要はない。
【００４７】
図１２は、スペーサ８の挿入後の結果について示している。このスペーサは、この場合、パリレンの流体接触層１０を備えたリング形状電気絶縁性部材８である。スペーサ８は、外側壁９０の電気メッキ層９１への適切な接着のための修正された表面構造又は層を有する表面９を有する。この表面構造又は層は何れの化学種、又は、ロッキング特徴のような機械的構成から成ることが可能である。更に、スペーサ８はギャップ６４を備えることが可能である。このギャップ６４は、第１の有利点として、電極２がこのスペーサ８の下に備えられることが可能であることを有する。それ故、電極２は光路の外側に位置付けられ、そのことはセルの直径を減少させる。ギャップの第２の有利点は、電気導電性流体５２と電気絶縁性流体５１との間のメニスカス１４の角度の修正である。その結果、セルの最小の厚さを減少することができる。基板の外側端部６１と共に、スペーサ８は内側壁の一部を構成する。
【００４８】
図１３は、製造における第６段階の後のセル１５を示している。この段階は端部４の組み立てを含む。端部４は、内側部分、メンブレン４５及び外側部分８１を有する。
圧力ツール７０が端部４の第１側１１１に備えられている。好適には、端部４には、実際の組み立ての前に、第２側１１４に電気絶縁性流体の層が形成される。このことは、組み立て中に気泡が形成されないことを確実にする。端部４は、組み立て中に流体５１中に浸積される。その結果、端部の第１側に、流体の過剰層５５が形成される。電気絶縁性流体５１は、狭いチャネルが外側部分８１と外側壁９０との間に残されているため、端部４の第２側１１４から第１側１１１に流れることができる。
【００４９】
図１４は、端部４の外側部分８１が本体部に固定された後のセル１５を示している。この本体部は、実際には、スペーサ８及び外側壁９０の両方を有する。このことは、クランピング体８６の挿入により実行される。それは、スペーサ８の方の下方に外側部分８１をクランプする及び／又は置く。その結果、メンブレン４５は、僅かに曲がった位置に入れられる。クランピング体は、外側壁９０の電気メッキ表面層９１と接触する表面を有する。そのクランピング体は、好適には、１つ又はそれ以上のロッキング特徴を備えている。必要に応じて、そのクランピング体は、外側部分８１と外側壁９０との間のチャネル８９内に伸びるようにデザインされることが可能である。このような操作において、接着層６３と、基板６の外側部分６１と、スペーサ８と、端部４の外側部分８１と、クランピング体８６とにより構成される内側壁８０が形成される。
【００５０】
図１５は、電気絶縁性流体５１のツール７０及び過剰層５５の除去の後のセル１５を示している。その除去段階は洗浄段階により後続され、それ故、クランピング体８６及びメンブレン４５の表面は後続段階のために十分清浄になる。
【００５１】
図１６は、製造における最終の重要な段階の後のセル１５を示している。この段階において、クランピング体８６と外側壁９０との間の接続が密封層９５の形成により強くなる。密封層９５は、好適には、適切な浴における電気メッキにより形成される。代替として、その密封層は、エポキシ樹脂ベースの層のような、それ自体既知の何れの他の層であることが可能である。密封層９５は、この実施例においては、メンブレン４５の方に伸びているが、そのことは重要ではない。好適には、密封層９５は、何れの角に行き渡り、平滑な外側表面を与えるように、適切な厚さに形成される。密封層９５は、この実施例においては、端部の第１側１１１から基板の第１側１１２の方に伸びている。このことは、その密封層がクランピング特徴も有し、外側壁９０を拡張部８５、８６と一体化する点で有利である。
【００５２】
図１７は、本発明のセルの第２実施形態の模式的断面図を示している。外側壁８０の拡張部８５を覆う何れの電気メッキにより形成された密封層については、この実施形態においては示していない。この実施形態においては、外側壁のコア９２は金属トレイであり、その金属トレイは、元々、凸部８５を有する。第２カバープレート６は、スルーホール６２，本体部８及び第１カバープレート４と共に、ここで、図８乃至１６を参照して説明する方法で組み立てられる。本体部８は、一般に、電極の１つとして機能し、例えば、コンタクトとして機能するトレイ９２に接続されている。
【００５３】
第１カバープレート４は、ここでは、応力を受けて曲がるように、十分薄いように選択される連続プレートである。この実施例においては、ガラスプレートを用いている。キャビティ４１が、本体部８と第１カバープレート４との間にある。流体５１、５２の少なくとも１つの拡張により。特に高温においては、第１カバープレート４は、セルの体積を大きくするように曲がる。流体５１、５２の少なくとも１つの収縮により、第１カバープレートは、セルの体積を減少させるように曲がる。好適には、電気絶縁性流体５１はオイルであり、第２流体５２より大きい熱膨張係数を有するため、好適には、第１カバープレート４は電気絶縁性流体５５１の側部にある。
【００５４】
図１８は、本発明にしたがったエレクトロウェッティングセルの他の実施形態を示す。この実施形態の左側については、図１９に詳細に示している。この実施形態においては、外側壁は、円筒形壁部９２及びリング形状閉止部材８６、１２により構成されている。リング形状閉止部８６、１２間に、ガラスプレート４、６及び環状又はリング形状絶縁部材８が、他の実施形態と同様の方法で囲まれている。
【００５５】
この実施形態の組み立ての前に、円筒形壁部９２はｎｉｆｌｏｎより成る層９１により形成される。ｎｉｆｌｏｎは、テフロン（登録商標）及びニッケルの複合材料であり、電気導電性である。そのような複合材料の他の例には、テフロン（登録商標）と銅の複合材料がある。そのような層は電気導電性であるため、電気亜鉛メッキのような電気的処理に基づくメッキ技術を用いるとき、他の実施形態においてまた、適用される最終的な金属層９１をｎｉｆｌｏｎ層９１上に直接、成長させることができる。また、環状部材１２，８６はｎｉｆｌｏｎ層１１、１３を備えている。
【００５６】
その実施形態は次のように組み立てられる。その組み立ては、円筒形壁部９２から開始される。リング形状閉止部材１２が円筒形壁部に挿入される。リング形状閉止部材１２の上部において、ガラスプレート又は基板６は接着剤により取り付けられる。ガラスプレート又は基板６の上部に、環状又はリング形状絶縁部材８が取り付けられる。次いで、上記実施形態において説明した方法と同じ方法で、第１及び第２液体がキャビティ内に供給され、カバープレートがそれら液体の上部に位置付けられる。
【００５７】
シーラント又はｎｉｆｒｏｎ層は、それらの材料が重ねあわされる表面の平らでない部分に圧力を掛けられ、その広がりが、接着処理中又はその後に、２つの隣接表面の互いに対して移動させることにより改善されることができる。そのような相対的な移動は、互いに対してそれらの表面を回転させる及び／又は連続的にスライドさせることにより達成される。好適には、シーラントは、電気亜鉛メッキのような堆積又は成長処理により隣接表面のどちらかに適用される。そのような処理は、本発明における隣接表面間に存在する、非常に狭い閉止部を密封する目的で適切な材料の薄膜又はラビリンスを適切に堆積することを可能にする。
【００５８】
他の実施形態に関連して説明した幾つかの付加的特徴をまた、この実施形態において適用することができる。
【００５９】
ここでは示していないが、電気メッキによる密封層により非常に適切な結果が得られている。このような電気メッキによる密封層がまた、セルを含む他の流体の構成に適用可能であること、並びに、内側壁８０及び外側壁９０を有するセル及び拡張部８５、８６は全てのアプリケーションには適用しないことは、排除されない。第１側１１１及び第２側１１２において伸びる外側壁８０の拡張部８５、８６は別個の要素ではないが、構成部分に対する凸部か又は接続部のどちらかは成長又は堆積されることが更に理解できる。特に、電気メッキによる接続は、そのような拡張部８６として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のセルであって、その左側部分のみを示しているセルの模式的断面図である。
【図２】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図３】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図４】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図５】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図６】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図７】セルで用いられる端部の製造における連続段階の模式的断面図である。
【図８】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図９】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１０】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１１】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１２】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１３】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１４】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１５】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１６】セルの左側のみを示している、セルの製造方法の連続段階の模式的断面図である。
【図１７】本発明のセルの第２実施形態の模式的断面図である。
【図１８】本発明のセルの第３実施形態の模式的断面図である。
【図１９】本発明のセルの第３実施形態の模式的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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