(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に隣接する第１表面を備えた層を有する支持プレートを備え、前記層は、実質的な無極性骨格と、前記骨格からペンダントし、実質的な極性基で終了する少なくとも１つの鎖とを有する材料を少なくとも部分的に備え、前記材料は、
式Ｒ１‐Ａｎ‐Ｒ２を有し、
ここで、Ｒ１は、第１末端基、
Ｒ２は、第２末端基、
ｎは、２以上の整数、且つ、
各前記Ａは、
式‐ＣＦ２ＣＦ２‐を有するＲ３、または、
式‐ＣＦＲ５ＣＦ２‐を有するＲ４
からなるグループから別々に選択され、
ここで、Ｒ５は、式‐Ｌ‐Ｑを有し、Ｌはリンカー基、Ｑは実質的な極性基であり、
Ａｎは、Ｒ３の少なくとも１つとＲ４の少なくとも１つを含む、
エレクトロウェッティング素子。
【請求項２】
実質的な無極性骨格と、前記骨格からペンダントし実質的な極性基で終了する少なくとも１つの鎖と、を有する材料を少なくとも部分的に備える層を有する支持プレートを備え、前記層は、流体と隣接する第１表面及び少なくとも１つの壁を有する第２表面を有し、
前記第１表面を有する前記層の領域において、前記骨格からペンダントする前記少なくとも１つの鎖のうちの１つまたは複数の鎖は、前記各実質的な極性官能基が前記第１表面から離れて位置するように向けられ、
前記第２表面は前記第１表面よりも濡れ性が高く、前記第２表面を備える前記層の領域において、前記骨格にペンダントする前記少なくとも１つの鎖のうちの追加の１つまたは複数の鎖は、前記各実質的な極性官能基が前記少なくとも１つの壁を形成する材料内に位置するように向けられる、エレクトロウェッティング素子。
【請求項３】
前記材料は、アイオノマー、両親媒性物質、前記実質的な無極性骨格が疎水性である材料、または、前記実質的な極性基が親水性である材料のうちの少なくとも１つである、請求項１または請求項２に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項４】
前記材料は、式Ｒ１‐Ａｎ‐Ｒ２を有し、
ここで、Ｒ１は、第１末端基、
Ｒ２は、第２末端基、
ｎは、２以上の整数、且つ、
各前記Ａは、
式‐ＣＦ２ＣＦ２‐を有するＲ３、または、
式‐ＣＦＲ５ＣＦ２‐を有するＲ４
からなるグループから別々に選択され、
ここで、Ｒ５は、式‐Ｌ‐Ｑを有し、Ｌはリンカー基、Ｑは実質的な極性基であり、
Ａｎは、Ｒ３の少なくとも１つとＲ４の少なくとも１つを含む、
請求項２に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項５】
前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基
からなるグループから別々に選択される、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項６】
前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
２〜１０個の炭素原子を含む直鎖アルキレン基、２〜１０個の炭素原子を含む直鎖フルオロアルキレン基、または、２〜１０個の炭素原子を含むペルフルオロ直鎖アルキレン基
からなるグループから別々に選択される、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項７】
前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
式‐Ｒ６Ｒ７Ｒ８‐を有し、
ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基のうちの１つ、
Ｒ７は、式‐ＣＨＲ９‐、‐ＣＦＲ９、または、‐ＣＲ９Ｒ９‐のうちの１つを有し、ここで、各前記Ｒ９は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基からなるグループから別々に選択され、
Ｒ８は、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基である、
請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項８】
前記リンカー基Ｌの少なくとも１つの前記Ｒ８は、１〜８個の炭素原子を別々に含む、請求項７に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項９】
前記リンカー基の少なくとも１つの前記Ｒ８は、少なくとも５個の原子を含む、請求項７に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１０】
前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、別々に、
エーテル基、フルオロエーテル基、ペルフルオロエーテル基、または、以下の式のうちの１つを有する基のうちの１つであり、前記以下の式は、
‐Ｏ（ＣＨ２）ｚ‐、
‐Ｏ（ＣＦ２）ｚ‐、
‐（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ‐、
‐ＯＲ６Ｒ７ＯＲ８‐、
‐Ｏ（Ｒ６Ｒ７Ｏ）ｚＲ８‐、若しくは
‐ＯＲ６Ｒ７（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ‐
であり、
ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、分岐ペルフルオロアルキレン基のうちの１つ、
Ｒ７は、式-ＣＨＲ９-若しくは-ＣＲ９Ｒ９-のうちの１つを有する、または、直鎖アルキレン、直鎖フルオロアルキレン、若しくは、ペルフルオロ直鎖アルキレンのうちの１つ、
各前記Ｒ９は、別々に、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基のうちの１つ、
Ｒ８は、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、
ｚは、範囲１〜８から選択された値を有する整数、且つ、
ｘは、範囲１〜３から選択された値を有するである、
請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１１】
各前記Ｒ８は、別々に、１〜８個の炭素原子を含む、請求項１０に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１２】
各前記Ｒ８は、別々に、少なくとも５個の原子を含む、請求項１０に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１３】
各前記Ｑは、別々に、酸素原子、窒素原子、または、硫黄原子のうちの１つに結合された水素原子を含む、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１４】
各前記Ｑは、‐ＯＨ、‐ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、ＮＨ２、または、ＣＯＮＨ２からなるグループから別々に選択される、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１５】
比Ｒ３：Ｒ４は、１：２〜４：１の範囲にある、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１６】
前記Ａｎは、前記Ｒ３及び前記Ｒ４の少なくとも１つの交互の配列を含む、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１７】
アイオノマーのポリマー分子は、分子量４００〜４００，０００ダルトンを有する、請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１８】
前記第１末端基は、Ｈ、Ｆ、または、前記材料のポリマー分子を形成する重合反応を開始する開始剤によって形成された開始基からなるグループから選択され、且つ、
前記第２末端基は、Ｈ、Ｆ、または、前記材料のポリマー分子を形成する重合反応を停止する停止剤によって形成された末端基からなるグループから選択される、
請求項１または請求項４に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１９】
前記層の第２表面上に少なくとも１つの壁を含み、前記第２表面は、前記第１表面より水に濡れやすく、
前記第１表面を備える前記層の領域において、前記少なくとも１つの鎖のうち前記骨格からペンダントする前記１つまたは複数の鎖は、前記各実質的な極性官能基が前記第１表面から離れて位置するように向けられ、且つ、
前記第２表面を備える前記層の領域において、前記少なくとも１つの鎖のうち前記骨格からペンダントする前記追加の１つまたは複数の鎖は、前記各実質的な極性官能基が前記少なくとも１つの壁の材料内に位置するように向けられる、
請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング素子及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のエレクトロウェッティング表示装置は、２つの支持プレートを備える。例においては、壁のパターンが、支持プレートの１つに配置され、パターンは、表示装置の画素を規定する。ピクセルとしても知られる画素の壁によって規定されるエリアは、表示エリアと呼ばれ、表示エリアに亘って表示効果が生じる。画素の壁は、親水性材料でできていてよい。表示エリアの支持プレートのエリアは、画素が適切に働くために、大部分、疎水性であってよい。製造中、画素がある支持プレートのエリアは、疎水性層で覆われる。疎水性層の上に壁材料の層を堆積させて、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて壁材料の層をパターニングすることによって、疎水性層の上に壁が作られる。
【０００３】
壁材料層と疎水性層との間の付着性を高めるために、壁材料層を塗布する前に、疎水性層の疎水性を低下させることが知られている。壁形成後、壁と壁との間の疎水性層のエリアを焼きなまして、疎水性を回復する。しかしながら、この方法を用いて作られた表示装置の品質は最適ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
エレクトロウェッティング表示装置を製造する改良された方法を提供することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】エレクトロウェッティング表示素子の例を概略的に示す図である。
【図２】表示素子の例の平面図である。
【図３】製造方法の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書で言及する置換基及び原子の詳細について最初に記載する。別段の記載のない限り、これらの意味が適用される。
【０００７】
本明細書において言及されるアルキル基は、環状基は以下に記載のリンカー側鎖Ｌの柔軟性という点で非常に制限的なので、環状基でない直鎖または分岐アルキル基である。
【０００８】
本明細書において言及されるフルオロアルキル基は、水素原子の少なくとも１つがフッ素原子（Ｆ）によって置換され、少なくとも１つの水素原子が置換されていない、上記段落のアルキル基の記載に従った直鎖または分岐アルキル基である。
【０００９】
本明細書において言及されるペルフルオロアルキル基は、各水素原子がフッ素原子（Ｆ）によって置換された、上記段落のアルキル基の記載に従った直鎖または分岐アルキル基である。
【００１０】
本明細書において言及されるアルキレン基は、一般式‐ＣｍＨ２ｍ-を有する直鎖または分岐した２価の脂肪族炭化水素基である。
【００１１】
本明細書において言及されるフルオロアルキレン基は、水素原子の少なくとも１つがフッ素原子（Ｆ）によって置換され、少なくとも１つの水素原子が置換されていない、上記段落のアルキレン基の記載に従った直鎖または分岐アルキレン基である。
【００１２】
本明細書において言及されるペルフルオロアルキレン基は、各水素原子がフッ素原子（Ｆ）によって置換された、上記段落のアルキレン基の記載に従った直鎖または分岐アルキレン基である。
【００１３】
本明細書において言及されるエーテル基は、式‐ＣＨ２ＯＣＨ２‐を含む官能基である。
【００１４】
フルオロエーテル基は、少なくとも１つの水素原子Ｈがフッ素原子Ｆによって置換され、少なくとも１つの水素原子Ｈが置換されていない、上記エーテル基である。
【００１５】
ペルフルオロエーテル基は、全ての水素原子Ｈがフッ素原子Ｆによって置換された上記エーテル基である。
【００１６】
例を記載する。
【００１７】
図１は、複数の画素または表示素子２を含むエレクトロウェッティング表示装置１の例の一部の略断面図である。エレクトロウェッティングセル、エレクトロウェッティング素子、または、エレクトロウェッティングピクセルとも呼ばれてよい複数の画素または表示素子２のうちの１つが図に示されている。表示素子の横方向の範囲は、２本の破線３、４によって図に示されている。表示素子は、第１支持プレート５及び第２支持プレート６を備える。支持プレートは、各表示素子の別個の部分であってよいが、支持プレートは、複数の表示素子に共通に共有されてよい。支持プレートは、ガラス基板またはポリマー基板６、７を含んでよく、剛性または可撓性であってよい。
【００１８】
表示装置は、表示装置が形成した画像または表示を見ることができる表示側８と、後側９とを有する。図において、この例においては基板７の表面である第１支持プレート５の表面が、後側９を規定し、この例においては基板６の表面である第２支持プレート６の表面が、表示側を規定する。あるいは、他の例においては、第１支持プレートの表面が表示側を規定してよい。表示装置は、反射型、透過型、または、半透過型であってよい。表示装置は、アクティブマトリクス駆動表示装置であってよい。複数の表示素子はモノクロームであってよい。カラー表示装置に関しては、表示素子は、各グループが異なる色を有するようにグループ分けされてよい。あるいは、個々の表示素子は、異なる色を示すことができてよい。
【００１９】
支持プレートと支持プレートの間の各表示素子の空間１０は、第１流体１１と第２流体１２の２種類の流体で満たされ、流体のうちの少なくとも１つは液体であってよい。第２流体は、第１流体と混和しない。よって、第１流体及び第２流体は、実質的に互いに混和せず、ある例においては、全く混和しない。第１流体と第２流体の不混和性は、第１流体と第２流体の特性、例えば、化学組成に起因する。第１流体と第２流体は、互いに分離する傾向があるので、第１流体と第２流体が混和して均一混合物を形成する傾向はない。この不混和性のために、第１流体と第２流体は、電圧を印加しない時は図１において５５とラベル付けした界面で、電圧を印加した時は５７とラベル付けした界面で、互いに接触し、その界面は、第１流体の体積と第２流体の体積との間の境界を規定する。この界面または境界は、メニスカスと呼ばれてよい。第１流体及び第２流体が互いに実質的に混和せず、ある例においては、第１流体と第２流体はある程度、混和し得ることが想定されるが、これは、第１流体の体積の大半が第２流体の体積の大半と混和していないという点で、無視してよいとみなされる。
【００２０】
第２流体は、導電性及び／または電気的に極性があり、水、または、塩化カリウム水溶液等の塩溶液であってよい。第２流体は透明であってよい。第２流体は、代わりに、例えば、色付きであってよい。または、吸収性であってよい。第１流体は、非導電性であり、例えば、デカン若しくはヘキサデカン等のアルカン、シリコーン油、または、（ビシクロ［４．４．０］デカンとして知られる）デカリンであってよい。
【００２１】
第１流体は、光学スペクトルの少なくとも一部を吸収してよい。第１流体は、光学スペクトルの一部に対して透過的であってよく、色フィルタを形成する。この目的のために、第１流体は、色素粒子または染料を加えて色付けされてよい。あるいは、第１流体は、黒であってよい、すなわち、光学スペクトルの実質的に全ての部分を吸収してよい、または、反射性であってよい。反射性の第１流体は、可視スペクトル全体を反射してよく、層を白く見せる、または、可視スペクトルの一部を反射してよく、層は色を有する。
【００２２】
支持プレート５は、本明細書に記載の第１流体等の流体が隣接する表面を有する層を含む。本明細書に記載の例においては、層は絶縁層１３である。絶縁層は、透明または反射性であってよい。絶縁層１３は、表示素子の壁と壁の間に延在してよい。第２流体１２と絶縁層の下に配置された電極との間の短絡を回避するために、絶縁層の層は、図に示すように、複数の表示素子２に亘って途切れずに延在してよい。絶縁層は、表示素子２の空間１０に面する表面１４、すなわち、空間１０に最も近い表面１４を有する。以下に記載の表示エリアの範囲に対応する表面の範囲は、本明細書では、第１表面と呼ばれ、この例においては、疎水性である。絶縁層の厚さは、２マイクロメートル未満でよく、１マイクロメートル未満でよい。
【００２３】
本明細書に記載の例における絶縁層は、既知の例と比較して、異なる材料、例えば、アイオノマーで形成される。これに関しては、以下により詳細に説明する。絶縁層は、このような異なる材料のみから形成されてよい。あるいは、絶縁層は、異なる材料の層１５と所定の誘電特性を有する障壁層１６とから形成されてよく、異なる材料１５は、図に示すように、空間１０に面する、すなわち、空間１０により近い。異なる材料の層は、図１に概略的に示されている。障壁層１６は、基板面に対して垂直な方向に５０ナノメータと５００ナノメータの間の厚さを有してよく、酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素等の無機材料またはこれらのスタック（例えば、酸化ケイ素‐窒化ケイ素‐酸化ケイ素）またはポリイミド若しくはパリレン等の有機材料から形成されてよい。
【００２４】
印加電圧がない場合、第１流体は、絶縁層１３の表面に対して第２流体１２より高い濡れ性を有するので、第１表面の疎水性によって、第１流体１１は、絶縁層１３に優先的に付着する。濡れ性は、固体の表面に対する流体の相対的親和性に関する。濡れ性は、流体と固体の表面との接触角によって測定されてよい。接触角は、流体と固体の境界における流体と固体との表面張力の差によって決定される。例えば、表面張力の差が大きいと、疎水性を示し得る。
【００２５】
各表示素子２は、支持プレート５の一部として第１電極１７を備える。図示の例においては、素子毎にこのような電極１７が１つある。電極１７は、第１流体及び第２流体から絶縁層１３によって電気的に絶縁される。隣り合う表示素子の電極は、非導電層によって分離される。ある例においては、絶縁層１３と電極１７との間に追加の層が配置されてよい。電極１７は、任意の所望の形状または形式であってよい。表示素子の電極１７は、図に概略的に示される信号線１８によって電圧信号を供給される。
【００２６】
支持プレート６は、例えば、第２電極１９を備え、第２電極１９は、図に示すように、表示素子の壁と壁との間に延在してよい、または、複数の表示素子２に亘って途切れずに延在してよい。電極１９は、導電性の第２流体１２と電気的に接触し、全ての表示素子に共通である。電極は、例えば、透明の導電材料であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成されてよい。第２信号線２０は電極１９に接続される。あるいは、電極は、支持プレートの縁に配置されてよく、支持プレートの縁は、第２流体と電気的に接触している。全ての素子が、壁に遮られずに、第２流体によって流体的に相互に接続され、第２流体を共有している時、この電極は、全ての素子に対して共通であってよい。表示素子２は、信号線１８と２０との間に印加される電圧Ｖによって制御することができる。信号線１８は、基板７の制御線のマトリクスに結合することができる。信号線２０は、表示駆動システムに結合される。
【００２７】
この例において、第１流体１１は、表示素子の断面に沿った壁２１によって１つの表示素子に閉じ込められる。表示素子の断面は任意の形状を有してよい。表示素子が、マトリクス形式で配置される場合、断面は、通常、四角形か長方形である。壁は、絶縁層１３の第２表面上に形成された、絶縁層１３から突き出た構造として示されているが、壁は、代わりに、親水性または低疎水性の層等、第１流体をはじく支持プレートの表面層であってよい。壁は、第１から第２支持プレートに延在してよいが、代わりに、図１に示すように、第１支持プレートから第２支持プレートに部分的に延在してよい。破線３と４によって示される表示素子の範囲は、壁２１の中心によって規定される。表示素子の壁と壁の間の第１表面、すなわち、破線２２と２３によって示される第１表面のエリアは、表示エリア２４と呼ばれ、表示エリア２４に亘って、表示効果が生じる。壁が形成される第２表面のエリアは、壁エリアと呼ばれてよい。表示効果は、第１流体と第２流体が表示エリアによって規定される表面に隣接する程度によって決まり、その程度は上記印加電圧Ｖの大きさに依存する。印加電圧Ｖの大きさは、よって、エレクトロウェッティング素子内の第１流体と第２流体の構成を決定する。言い換えると、表示効果は、表示素子の第１流体と第２流体の構成に依存し、その構成は、表示素子の電極に印加される電圧の大きさに依存する。表示効果は、表示装置を見ている観察者に対して表示素子の表示状態を生じさせる。エレクトロウェッティング素子を１つの流体構成から異なる流体構成に切り替える時、それぞれ、表示エリア表面に隣接している第１流体の範囲が増減するのと共に、表示エリア表面に隣接している第２流体の範囲は増減し得る。
【００２８】
図２は、第１支持プレートの疎水性の第１表面の長方形の画素のマトリクスを平面図で示す。図１の破線３及び４に対応する図２の中央の画素の範囲は、破線２６によって示される。線２７は、壁の内側の縁を示し、線２７は、表示エリア２３の端でもある。
【００２９】
電極１７と１９の間に印加される電圧がゼロまたは実質的にゼロの時、すなわち、エレクトロウェッティング素子がオフ状態の時、第１流体１１は、図１に示すように、壁２１と壁２１との間に層を形成する。電圧を印加することによって、図１または図２の破線の形２５によって示されるように、例えば、壁に対して第１流体を縮ませる。印加電圧の大きさに依存する第１流体の制御可能な形状を使用して、画素を光弁として働かせ、表示エリア２３に亘って表示効果を提供する。例えば、第２流体の表示エリアとの隣接を増加させるように流体を切り替えることによって、素子が提供する表示効果の明るさを増加させてよい。
【００３０】
この表示効果は、観察者が表示装置の表示側の方を見ている時、観察者が見る表示状態を決定する。表示状態は、任意の中間のグレー状態を伴う黒から白であってよい。カラー表示装置においては、表示状態は色も含んでよい。
【００３１】
既知のエレクトロウェッティング表示装置においては、層は、疎水性材料、例えば、テフロン（登録商標）ＡＦ１６００、で形成される。しかしながら、本明細書に記載の例においては、例えば、テフロンＡＦ１６００とは異なる材料を用いて、層、例えば、絶縁層１３等の層を少なくとも部分的に形成し、第１流体が隣接する疎水性表面、及び、印加電圧の大きさによって、第２流体が隣接する疎水性表面を提供してよいことが分かった。この異なる材料は、実質的に無極性（すなわち、非極性）の骨格と、その骨格からペンダントした（すなわち、延びた、または、吊り下がった）、実質的な極性基で終了する少なくとも１つの鎖とを備える少なくとも１つの分子を有する材料である。材料は、従って、例においては、ポリマーであってよい。ある例においては、材料は、両親媒性物質、すなわち、実質的な極性領域と実質的な非極性領域を有する両親媒性材料とみなされてよい。ある例においては、このような両親媒性材料は、アイオノマー、すなわち、実質的な極性基がイオン性である、すなわち、実質的な極性基が解離して陰イオンと陽イオンを形成できるアイオノマー材料である。このようなイオン性基の例は、カルボン酸基、すなわち、‐ＣＯＯＨである。
【００３２】
実質的な極性官能性は、例えば、材料の分子の少なくとも１つの極性官能基の存在によって提供される。例においては、極性は、結合された２個の原子の電気陰性度によって決まる。例えば、極性官能基は、酸素原子Ｏまたは窒素原子Ｎまたは硫黄原子Ｓに結合された水素原子Ｈを含む。ある例においては、アイオノマー材料に関して前述したように、この極性基は、解離する傾向があってよい。今述べた極性官能基等の極性官能基は、エレクトロウェッティング素子の壁を形成する材料、例えば、ＳＵ８等のフォトレジスト材料によって濡れる親和性を有してよい。例においては、この特性を用いて、前述したような少なくとも１つの壁を絶縁層に付着させるために、第２表面の濡れ性を提供する。このような壁を形成する詳細を以下にさらに記載する。例において、極性官能基は、親水性官能性、すなわち、水と混和する傾向、または、水に濡れる傾向、を提供してよい。すなわち、極性官能基は、水をはじくよりも、水に濡れる親和性を有してよい。
【００３３】
実質的な非極性官能性は、例えば、材料の分子の少なくとも１つの無極性、すなわち、非極性の部分の存在によって提供される。このような非極性官能性は、例においては、原子の非極性基、すなわち、極性のない基の存在によって提供される。このような非極性基の例は、Ｃ‐Ｈ基、すなわち、炭素Ｃ原子に結合された水素Ｈ原子、Ｃ‐Ｃ基、すなわち、炭素原子Ｃに結合された炭素原子Ｃ、及び／または、Ｃ‐Ｆ基、すなわち、フッ素原子Ｆに結合された炭素原子Ｃを含む。例においては、非極性官能性は、疎水性官能性、すなわち、水をはじく分子の部分の特性、言い換えると、水に塗れること、または、水と混和することを回避する特性を提供してよい。非極性官能性は、従って、エレクトロウェッティング素子に印加されている電圧が無い、すなわち、ゼロの時、第１流体によって濡れる親和性を提供してよい。例においては、この特性を用いて、上記のように、第１流体に隣接するために第１表面の濡れ性を提供する。
【００３４】
例えば、テフロン（登録商標）１６００を使用して絶縁層の一部として疎水性層を提供する既知の方法において、疎水性層の表面は、疎水性を低下させるために、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて処理する必要がある。そして、親水性の壁材料を疎水性層の表面に塗布してよい。この処理を行わなければ、表面の疎水性は、壁材料の付着のために望ましくない。疎水性によって、疎水性材料上に壁が不十分に形成、及び／または、不十分に接着され得る。さらに、疎水性が低減されると、ＳＵ８等の壁材料の残りが、表示エリア内の疎水性材料の表面の一部についたままになることがあり、それによって、表示エリアを汚し、エレクトロウェッティング素子における流体切り替えを妨げる可能性もある。さらに、壁が形成されると、表示エリア内の疎水性層表面の疎水性を回復する必要がある。回復は、壁形成プロセスで用いた温度より高くなり得る温度に疎水性層をさらすことによって、リフローステップを用いて行われてよい。しかしながら、このリフローは、疎水性低減処理の前の疎水性のレベルまで表面の疎水性を十分には回復しない場合がある。
【００３５】
表示エリアの表面、すなわち、上記第１表面と、壁を形成する表面、すなわち、上記第２表面を提供する層を形成する材料に、上記のように、異なる材料、例えば、アイオノマー材料を用いることによって、エレクトロウェッティング素子の支持プレートを製造する新しい方法を使用できる。これに関しては後に記載する。異なる材料の特性は、例においては、異なる材料の層の表面を、その上に壁を形成するために、表面の疎水性を低減する処理が不要であることを意味する。代わりに、異なる材料分子の極性官能性は、例えば、壁材料に対する適切な親和性を与え、第２表面への壁材料の良好な付着性につながる。ＲＩＥを用いて表面を処理して、壁を塗布するための低疎水性の表面を提供する既知の方法の後、例においては、極性官能性は、例えば、テフロン（登録商標）１６００の層の表面を模倣すると考えられてよい。さらに、例において、第１表面は、異なる材料分子の無極性部分の存在によって、壁材料に対しては濡れにくいままで、第１流体に対しては濡れやすい。これは、エレクトロウェッティング素子の第１流体に隣接する表面の疎水性を回復するためにリフローステップまたは同等のステップを行う必要もないので、支持プレートの製造方法を簡単にできる。さらに、壁材料の残りの表示エリアへの付着性を低減できて、より良い表示及び／または切り替え性能をエレクトロウェッティング素子に与える。例えば、材料の疎水性を回復するための熱処理を必要とせずに、第１表面は、疎水性であってよく、第２表面は親水性であってよい。代わりに、以下にさらに記載するように、異なる材料分子は、例えば、分子の異なる部分を向けて、第１表面と第２表面が異なる表面濡れ特性を提供するように構成することができる。例えば、壁材料の極性基によって与えられる双極子力、異なる材料の表面に塗布された壁材料への引力等、外力の存在によって、極性官能基は、極性特性を有するＳＵ８等の壁材料の方に向いてよく、また、少なくとも部分的に壁材料内に挿入される場合もある。さらに、例えば、異なる材料を含む層の下にある障壁層等の層の存在によって、異なる材料分子の非極性部分は、例えば、障壁層を形成する下の層の材料に対する極性官能基の引力によって、第１表面の方に向いてよい。異なる材料は、従って、極性官能基の向きに応じて、第１流体に濡れやすく、壁材料に濡れにくい第１表面等の表面と、第１表面と比較して、壁材料に濡れやすく、第１流体に濡れにくい第２表面等の表面を提供する。
【００３６】
例においては、上記極性官能性は、実質的に極性であると考えられてよく、上記無極性官能性は、実質的に無極性であると考えられてよい。このような例における実質的は、次のような意味である。例えば、分子の極性部分及び無極性部分は、例えば、前述した極性または無極性と考えられる異なる原子間結合に従って、それぞれ、極性、無極性であるが、さらに、分子の実質的に極性の部分及び実質的に無極性の部分は、壁材料が異なる材料の表面に塗布される時、例えば、壁材料との相互作用に関して、本明細書に記載の機能を果たす。さらに、実質的という用語は、分子内の電子の移動による極性の任意の過渡変化及び比較的小さい変化を表すために使用する。
【００３７】
ある例においては、異なる材料は、以下の式Ｒ１‐Ａｎ‐Ｒ２を有する。ここで、Ｒ１は第１末端基、Ｒ２は第２末端基、ｎは２以上の整数、各Ａは、第１モノマーとみなし得る式‐ＣＦ２ＣＦ２‐を有するＲ３、または、第２モノマーとみなし得る式‐ＣＦＲ５ＣＦ２‐を有するＲ４からなるグループから別々に選択されてよく、ここで、Ｒ５は、式‐Ｌ‐Ｑを有し、Ｌはリンカー基、Ｑは実質的な極性基で、Ａｎは、Ｒ３の少なくとも１つとＲ４の少なくとも１つとを含む。リンカー基Ｌは、実質的な極性基Ｑの骨格に対する位置が外力に応じて変更可能なように、例においては、十分に長く柔軟である。リンカー基Ｌの極性は、材料の所望の特性に応じて選択されてよい。
【００３８】
例において、Ｒ５の少なくとも１つリンカー基Ｌは、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基からなるグループから、別々に選択される。
【００３９】
例においては、Ｒ５の少なくとも１つ、例えば、全てのリンカー基Ｌは、２〜１０個の炭素原子を含む、すなわち、２〜１０個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基、２〜１０個の炭素原子を含む直鎖フルオロアルキレン基、または、２〜１０個の炭素原子を含むペルフルオロ直鎖アルキレン基からなるグループから別々に選択される。数範囲２〜１０の炭素原子は、範囲内の全ての整数、すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９、及び、１０を含む。炭素原子のこの範囲は、リンカー基Ｌの適切な柔軟性及び長さを提供することが分かった。ある例においては、リンカー基は、２〜３、４〜５、６〜７、または、８〜１０個の炭素原子を含んでよく、例えば、第１流体及び第２流体の特定の配合(ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ)及び使用されている壁材料に応じて、炭素原子のこれらの部分的範囲は、例えば、第２表面の壁付着性と、第１表面の疎水性とに関して、前記材料に所望の特性を与える。
【００４０】
例においては、Ｒ５の少なくとも１つ、例えば、全てのリンカー基Ｌは、以下の式‐Ｒ６Ｒ７Ｒ８‐を有する。ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基のうちの１つであり、単結合の例以外の任意のこのような例においては、Ｒ６は、例えば、１、２、３、４または５個の炭素原子を含んでよい。ある例においては、Ｒ６は直鎖アルキレン基で、フルオロアルキレン若しくはペルフルオロであってよく、Ｒ６は、１つの炭素原子Ｃを含む。これは、好ましい柔軟性特性を側鎖に与えることが分かったが、さらなる例においては、Ｒ６基を形成する異なる数の炭素原子を想定する。
【００４１】
このような例においては、Ｒ７は、‐ＣＨＲ９‐、‐ＣＦＲ９、または、‐ＣＲ９Ｒ９‐の式の１つを有してよい。各前記Ｒ９は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基からなるグループから別々に選択される。例においては、Ｒ９は、メチル基である。すなわち、Ｒ９は、１個の炭素原子Ｃを含み、１個の炭素原子Ｃは、側鎖の柔軟性という点で、好ましい特性を与えることが分かっている。Ｒ９が異なる数の炭素原子を含む他の例を想定する。
【００４２】
さらに、このような例においては、Ｒ８は、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基であってよい。リンカー基Ｌの少なくとも１つ、例えば、全てのＲ８は、ある例においては、１〜８個の炭素原子を別々に含んでよい。これは、側鎖の末端に適切な程度の柔軟性を与えるので、外力に応じて、極性官能基Ｑの再配置のためにさらに自由度を与える。範囲１〜８個の炭素原子とは、範囲内の整数値、すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８を含む。ある例においては、Ｒ８は、１〜３、４〜５、または、６〜８個の炭素原子を含む。再び、例えば、第１流体及び第２流体の特定の配合と、例えば、使用されている壁材料に応じて、炭素原子のこれらの部分的範囲は、例えば、第２表面の壁付着性と第１表面の疎水性に関して材料の所望の特性を与える。
【００４３】
ある例においては、リンカー基Ｌの少なくとも１つ、例えば、全てのＲ８は、少なくとも５個の原子を含む。例えば、各リンカー基Ｌは、６個の原子を含んでよく、Ｒ８がフルオロエチレン基またはペルフルオロであってよいエチレン基である例に対応する。例えば、Ｒ８がペルフルオロアルキレン基の場合、Ｒ８は、式‐ＣＦ２ＣＦ２‐を有するので、少なくとも６個の原子を含む。ある例においては、側鎖は、少なくとも５個の原子を含み、その末端に極性官能基Ｑの再配置のための適切な柔軟性を提供する。
【００４４】
ある例においては、Ｒ５の少なくとも１つ、例えば、全てのリンカー基Ｌは、別々に、例えば、１〜８個の炭素原子（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、または、８個の炭素原子）を含むエーテル基、例えば、１〜８個の炭素原子（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、または、８個の炭素原子）を含むフルオロエーテル基、例えば、１〜８個の炭素原子（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、または、８個の炭素原子）を含むペルフルオロエーテル基、または、以下の式の１つを有する基、のうちの１つである。以下の式とは、‐Ｏ（ＣＨ２）ｚ-、‐Ｏ（ＣＦ２）ｚ-、‐（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ-、‐ＯＲ６Ｒ７ＯＲ８-、‐Ｏ（Ｒ６Ｒ７Ｏ）ｚＲ８-、または、-ＯＲ６Ｒ７（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ-であり、ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、例えば、前述したＲ６の例うちの１つである。
【００４５】
例においては、Ｒ７は、-ＣＨＲ９-若しくは-ＣＲ９Ｒ９-のうちの１つを有する、または、Ｒ７は、直鎖アルキレン、直鎖フルオロアルキレン、若しくは、ペルフルオロ直鎖アルキレンのうちの１つである。
【００４６】
このような例には、各Ｒ９の少なくとも１つ、例えば、全てが、別々に、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基のうちの１つである例もある。ある例においては、Ｒ９はメチル基で、メチル基は、ある例においては、側鎖の柔軟性の維持を助けている。
【００４７】
このようなさらなる例には、Ｒ８が、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基である例もある。ある例においては、各Ｒ８は、別々に、１〜８個の炭素原子、すなわち、値１、２、３、４、５、６、７または８を含み、１〜３、４〜５、若しくは、６〜８個の炭素原子を含む部分的範囲内の値を有してよい。ここでも、１〜８個の炭素は、極性官能基Ｑを配置するために適切な柔軟性を側鎖に与える。さらに、ある例においては、各Ｒ８は、少なくとも５個の原子を含むリンカー基に関して説明したのと同様、少なくとも５個の原子を別々に含む。ある例においては、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ、直鎖アルキレン基及びペルフルオロ直鎖アルキレン基である。
【００４８】
ｚは、範囲１〜８から選択される値、すなわち、値１、２、３、４、５、６、７または８を有する整数であり、１〜３、４〜５、または、６〜８個の炭素原子を含む部分的範囲内の値を有してよい。ここでも、１〜８個の炭素は、極性官能基Ｑを配置するために適切な柔軟性を側鎖に与える。
【００４９】
ｘは、範囲１〜３から選択される値を有する整数、すなわち、値１、２または３の-（ＯＣＨ２ＣＨ２）-基である。
【００５０】
ある特定の例においては、リンカー基Ｌは、-ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）１-８-、-ＯＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）２Ｏ（ＣＦ２）１-８-、-ＯＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２）１-８-、-Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）１-８（ＣＦ２）１-８-、-ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）２Ｏ（ＣＨ２）１-８-、-ＯＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）２Ｏ（ＣＨ２）１-８-、-ＯＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＨ２）１-８-の式のうちの１つを有する。
【００５１】
他の特定の例においては、リンカー基Ｌは、-ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＨ２ＣＨ２）１-３-、-ＯＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）２（ＯＣＨ２ＣＨ２）１−３‐、ＯＣＦ２ＣＦ２（ＯＣＨ２ＣＨ２）１−３-、-Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）１-８（ＯＣＨ２ＣＨ２）１-３-の式のうちの１つを有する。
【００５２】
上記のように、極性基Ｑ、例えば、各極性基Ｑは、例えば、酸素原子Ｏ、窒素原子Ｎ、または、硫黄原子Ｓに結合された水素原子Ｈを含む。ある例においては、各側鎖の各Ｑは、-ＯＨ、すなわち、ヒドロキシル基、-ＣＯＯＨ、すなわち、カルボン酸、ＳＯ３Ｈ、すなわち、スルホン酸、ＮＨ２、すなわち、１級アミン、または、ＣＯＮＨ２、すなわち、アミドからなるグループから別々に選択される。特定の例、例えば、本明細書に記載の例においては、リンカー基Ｌは、基（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ-を含み、ｘは１〜３の範囲の整数値を有し、極性基Ｑが-ＯＨである。エレクトロウェッティング素子の疎水性層を形成する既知のフルオロポリマーは、このような極性基をいずれも欠いている。
【００５３】
ある例においては、Ａｎ材料は、アイオノマーの一例である式Ｒ１-［（ＣＦ２ＣＦ２）ｆ（ＣＦ（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＯＯＨ）ＣＦ２）１-ｆ）］-Ｒ２を有する。よって、Ｒ３は、-（ＣＦ２ＣＦ２）-、すなわち、材料のポリマーの第１モノマーであり、Ｒ４は、-（ＣＦ（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＯＯＨ）ＣＦ２）-、すなわち、材料の第２モノマーである。ｆは、ポリマーの第１モノマーの割合、例えば、分数を表す、よって、ポリマーの第２モノマーの割合、例えば、分数は、１-ｆである。この例は、郵便番号１００-８４０５東京都千代田区丸の内１-５-１旭硝子が供給しているアイオノマーの一例である商品名フレミオン（商標）のポリマーと呼ばれてよい。
【００５４】
フレミオン（商標）は、商品名ナフィオン（商標）のポリマーと、ナフィオン（商標）においては-ＣＯＯＨ基に代わってＳＯＯＯＨである以外は類似している。ナフィオン（商標）は、米国デラウェア州ウィルミントンのデュポン社が供給している。
【００５５】
当業者は、本明細書に記載の例に従った材料の合成法が容易に分かるであろう。例えば、以下に記載するように、支持プレートの下になる表面をコートするために適切に調製されたフレミオン（商標）が使用されてよい。参考文献Ｍｏｄｅｒｎ  Ｃｈｌｏｒ-Ａｌｋａｌｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １９９２，ｐｐ５９-６７の論文に従って、フレミオン（商標）のモノマーを合成する方法の例を引用により本明細書にその内容を組み込み、以下に記載する。
【化１】
0006363790.tif 000002
【００５６】
別の例においては、ナフィオン（商標）は、当業者が理解するように、-ＳＯＯＯＨ基を-ＣＯＯＨまたは-ＯＨ等の必要な極性官能基で置換するように変性してよい。他の例においては、ナフィオン（商標）の合成に使用される方法と類似の方法が、当業者の理解に従って適宜修正されて使用されてよい。ナフィオン（商標）のモノマーを合成する方法の例を記載する。
【化２】
0006363790.tif 000003
ナフィオンを合成する例は、参考文献Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  １，４７―６６（１９９８）の論文にさらに詳しく記載されている。
【００５７】
本明細書に記載の例に従ってペロフルオロモノマーの合成に使用してよい別の反応を、ナフィオン（商標）に関して記載する。しかし、当業者が理解するように、異なるペロフルオロモノマーに関して、適宜、方法を修正してよいことは理解されたい。書籍『Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｉｏｎｏｍｅｒｓ』Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄ．，Ｗａｌｔｈｅｒ  Ｇｒｏ，ｐａｇｅ１５を参照し、その内容は本明細書に含まれる。これらの反応は、フッ化物イオンによって触媒される。フッ化セシウム（ＣｓＦ）は、ジグリム、テトラグライム、アセトリニル、及び、アジポトニル等の溶剤への溶解度のために好まれる。テトラフルオロエタン（ＴＦＥ）スルトンは、以下の図から明らかなように、直接、または、フッ化物イオンが触媒した開環後の反応に使用できる。
【化３】
0006363790.tif 000004
【化４】
0006363790.tif 000005
【００５８】
本明細書に記載の例の材料の合成に使用し得る別の合成方法を、当業者が理解するように適宜、修正して、機関誌Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ２０１２，２,ｐａｇｅ  ２５８から取得して、記載する。
【化５】
0006363790.tif 000006
【００５９】
重合させて材料を形成するモノマーの割合に応じて、ポリマー内の異なる種類のモノマーの割合は、制御されてよい。例えば、Ｒ３モノマーとＲ４モノマーの数の比、すなわち、比Ｒ３：Ｒ４は、１：２〜４：１の範囲内である。すなわち、Ｒ３／Ｒ４の数の比は、０．５〜４の範囲内であってよい。例えば、層１５を形成する材料に壁材料を適切に塗布、例えば、広げることができるように、ポリマー分子の実質的な極性基の割合を制御することが望ましい。
【００６０】
ポリマー内のＲ３とＲ４のモノマーの総数は、合成方法に依存して制御されてよい。例えば、ポリマーは、４００〜４００，０００ダルトンの分子量を有してよい。例えば、モノマーの数は、ナフィオン（商標）の数と匹敵し得る。重合及び合成は、ポリマー分子の特性を決定するように制御されてよい。例えば、製造中、下にある表面に材料を塗布する方法には適切な粘度が必要であってよい。このような粘度は、例えば、セ氏２１度の室温で、動的粘度１２５センチポアズであってよい。
【００６１】
しかしながら、材料はあまり粘性が高くないことが望ましい、さもなければ、以下に記載するように、壁材料を塗布する時、分子の再構成能力に影響を与え得る。
【００６２】
ある例においては、材料は、分子の少なくとも一部分、ある例においては、分子の実質的に全て（例えば、９５％以上）が、例えば‐（Ｒ３Ｒ４）‐ダイマーをさらに順次繰り返し得る以下の式を有する、Ｒ３とＲ４の基の交互の配列によって形成されるように、合成されてよい。他の例においては、Ｒ３とＲ４のモノマーは、交互の配列を形成しなくてよく、代わりに、少なくとも部分的に、ランダムな配列を形成してよい。
【００６３】
例においては、第１末端基は、Ｈ、Ｆ、または、材料のポリマー分子を形成する重合反応を開始する開始剤によって形成された開始基からなるグループから選択される。さらに、例においては、第２末端基は、Ｈ、Ｆ、または、材料のポリマー分子を形成する重合反応を停止させる停止剤によって形成された末端基からなるグループから選択される。これらの基の例は、式ＣＦ３ＣＦ２-を有するペンタフルオロエチレン（ＴＦＥ)、または、式ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２‐を有するヘプタフルオロプロピレンであってよい。
【００６４】
少なくとも１つのエレクトロウェッティング素子の支持プレートを製造する方法の例を図１、図２、及び、図３の特徴に関して記載する。表示装置の製造プロセス中、第１支持プレートは、全体を製造されてよく、または、製造プロセス中、部分的若しくは完全にアセンブルされた支持プレートとして提供されてよい。例に従って第１支持プレートを製造する時、基板７を用意する。上記第１電極に対応する少なくとも１つの電極１７を含む電極層を、基板７上に設ける。少なくとも１つの電極を形成する材料は、表面、例えば、基板の表面上に設けられ、その材料は、設計パターンに従って少なくとも１つの電極を形成するためにパターニングされる。第１電極の材料が、例えばＩＴＯの場合、当業者には分かるように、プラズマ化学蒸着技術またはＤＣ（直流）マグネトロンスパッタリング技術が使用されてよい。
【００６５】
続いて、この例においては、障壁層１６と異なる材料を含む層とを含む絶縁層１３は、第１電極構造上に設けられる。例においては、障壁層は誘電材料から形成され、誘電材料は、電極を形成するためにパターニングされた材料上に設けられて、電極上に誘電材料層を形成する。例えば、障壁層形成のためのこの誘電材料は、当業者が理解されるように、化学蒸着（ＣＶＤ）または物理蒸着（ＰＶＤ）、例えば、スパッタ蒸着、若しくは、温度、圧力、若しくは、電力が適切に制御される電子ビーム蒸着を用いて、提供されてよい。次に、異なる材料を含む層１５が、この例においては、障壁層の表面上に、他の例においては、電極層上に、例えば、当分野で周知のシルトコーティング、フレキソ印刷、スピンコーティング、または、浸漬コーティング等の湿式コーティングプロセスを用いて、層を形成する材料を塗布することによって、形成されてよい。従って、これによって、この例においては、障壁層の表面上に異なる材料を含む材料層を形成する。ここに記載の例においては、層１５は、全ての画素に対して共通の第１支持プレートの連続した、途切れていない層である。
【００６６】
例においては、層１５を形成した後、例えば、アイオノマーである異なる材料の層は、この例においては、第１流体等、上記エレクトロウェッティング素子の流体が隣接するのに適切した濡れ性である表面を提供する。表面は、従って、疎水性であってよい。これは、例えば、形成する材料層の下にある材料に引き付けられる分子の極性基の引力による。従って、第１表面を形成する層の領域において、分子は、分子の少なくとも１つの側鎖が材料層の表面から材料のバルクの方に向くように構成され、その結果、極性官能基（複数可）は、第１表面から離れて位置する。
【００６７】
次に、少なくとも１つの壁が、例えば、ＳＵ８フォトレジスト材料を用いたフォトリソグラフィによって形成されてよく、これは当業者には周知である。より詳細には、壁材料は、異なる材料の層の表面の少なくとも一部を横切って広がってよく、次に、例えば、塗布された壁材料にマスクを用いて、選択的にあてられる紫外線を用いたフォトリソグラフィによってパターニングされてよい。次に、パターニングされた壁材料をハードベークした後、パターニングされた壁材料を現像し、形成された壁を残す。本明細書に記載の例においては、壁材料は、第２表面上に少なくとも１つの壁を形成するようにパターニングされる。従って、壁材料は、材料、例えば、本明細書に記載のアイオノマー材料の層の第２表面に塗布されてよい。第２表面は、壁を形成する表面である。例においては、壁材料を塗布する時、材料の層の第１表面も壁材料によって覆われるが、後に、現像ステップ中に、取り除かれる、それによって、側鎖は向きを変えて、塗布された壁材料に引き付けられる極性基と共にいる状態から、第１表面から離れて層１５のバルクの方を向き、それによって、疎水性の第１表面を提供する。上記のような第１表面は、表示エリアに対応する。
【００６８】
より詳細には、壁材料を第２表面に塗布すると、下にある層の異なる材料、例えば、本明細書に記載の例のアイオノマー材料は、第２表面を形成する層の領域で、再構成して、第２表面に第１表面より壁材料により濡れやすい表面を提供する。従って、少なくとも１つの壁を形成した後、第２表面は、壁材料を塗布する前に例えば、ＲＩＥを用いた層の表面への処理を必要とせずに、第１表面より水に濡れやすくてよい。材料の極性官能基と第２表面に塗布される壁材料との間の引力によって再構成が生じる。従って、例においては、この引力によって、実質的な無極性骨格からペンダントする分子の１つまたは複数の追加の側鎖が、第２表面で、第２表面に塗布された壁材料内に、少なくとも部分的に挿入され、従って、ペンダント側鎖の極性官能基（複数可）が挿入される。極性基の壁材料へのこの挿入は、例においては、下にある層への壁材料の付着性を向上させる。さらに、極性基は、壁材料への引力によって、少なくとも第２表面に壁材料を広げるのを助けてよく、それによって、壁材料と第２表面との間の接合の緊密さを改善する。
【００６９】
壁材料を塗布した後、壁材料がフォトレジストの場合、壁材料は、上記のように及び当業者が理解するように、適切なマスキング及び現像技術を用いて現像される。これは、第２表面に塗布された壁材料を硬化させるハードベークステップを必要とし得る、このハードベークは、セ氏約１８０度の温度で行われてよい。既知の技術と比較して、材料が塗布されて層を形成すると、材料の層の第１表面は、エレクトロウェッティング素子の機能に適しているので、より高い温度でリフローステップを行うことは必要ないことに注意されたい。従って、例においては、例えば、ＲＩＥを用いて表示エリアを処理する必要がないので、また、例えば、その結果、表示エリアを壁材料によって汚すことがないので、より質の良い表示エリアが提供される。本明細書に記載の例の異なる材料を用いることによって、既知の技術に比べてより簡単な製造技術を使用してよい。
【００７０】
第１支持プレートを製造すると、第１支持プレートは、予め製造された第２支持プレートとアセンブルして、第１及び第２流体を第１及び第２支持プレート間に形成される空間に供給した後、１つまたは複数のエレクトロウェッティング素子アレイの最も外側の周囲で、例えば、接着シールを用いて第１及び第２支持プレートを接着することによって、１つまたは複数のエレクトロウェッティング素子を１アセンブルしてよい。当業者は、このための適切な技術を容易に理解されよう。
【００７１】
「壁材料」という句は、少なくとも１つの壁を形成する材料、例えば、前駆体の壁材料と、壁形成プロセス後、少なくとも１つの壁を形成する材料と、少なくとも１つの壁を形成中に形成される任意の中間材料とを含むように使用されることに注意されたい。他の製造方法を用いて第１支持プレートを製造してよいことも理解されたい。
【００７２】
上記例は、説明のための例であると理解されたい。例えば、以下に番号付けした条項に記載する追加の例も想定される。例えば、表示素子に関して例を記載したが、本明細書に記載の異なる材料、例えば、アイオノマー材料の使用は、他の種類のエレクトロウェッティング素子、例えば、エレクトロウェッティングレンズで使用されてよいことも想定される。
【００７３】
任意の１つの例に関して記載した任意の特徴は、単独で、または、記載の他の特徴と組み合わせて、使用されてよく、例の任意の他の１つまたは複数の特徴と組み合わせて、または、例の任意の他の任意の組み合わせで使用されてよいことは理解されたい。さらに、上記に記載していない均等物及び変更も、添付の請求項の範囲を逸脱することなく、採用されてよい。
【００７４】
１．エレクトロウェッティング素子であって、
流体と隣接する第１表面を備える層を有する支持プレートを備え、前記層は、実質的な無極性骨格と、前記骨格からペンダントし、実質的な極性基で終了する少なくとも１つの鎖とを有する材料から少なくとも部分的に形成される、前記エレクトロウェッティング素子。
【００７５】
２．前記材料は、アイオノマー、両親媒性物質、前記実質的な無極性骨格が疎水性である材料、または、前記実質的な極性基が親水性である材料、のうちの少なくとも１つである、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００７６】
３．前記材料は、
Ｒ１‐Ａｎ‐Ｒ２を有し、
ここで、Ｒ１は第１末端基、
Ｒ２は第２末端基、
ｎは、２以上の整数であり、
各前記Ａは、
式‐ＣＦ２ＣＦ２-を有するＲ３、または、
式‐ＣＦＲ５ＣＦ２-を有するＲ４
からなるグループから別々に選択され、
ここで、Ｒ５は式‐Ｌ‐Ｑを有し、Ｌはリンカー基、Ｑは実質的な極性基、
Ａｎは、Ｒ３の少なくとも１つとＲ４の少なくとも１つを含む、
条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００７７】
４．前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基
からなるグループから別々に選択される、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００７８】
５．前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
２〜１０個の炭素原子を含む直鎖アルキレン基、２〜１０個の炭素原子を含む直鎖フルオロアルキレン基、または、２〜１０個の炭素原子を含むペルフルオロ直鎖アルキレン基
からなるグループから別々に選択される、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００７９】
６．前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、
式‐Ｒ６Ｒ７Ｒ８‐を有し、
ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、ペルフルオロ分岐アルキレン基のうちの１つであり、
Ｒ７は、式‐ＣＨＲ９-、‐ＣＦＲ９、または、‐ＣＲ９Ｒ９‐のうちの１つを有し、各前記Ｒ９は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基からなるグループから別々に選択され、
Ｒ８は、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基である、
条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８０】
７．前記リンカー基Ｌの少なくとも１つの前記Ｒ８は、１〜８個の炭素原子を別々に含む、条項６に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８１】
８．前記リンカー基の少なくとも１つの前記Ｒ８は、少なくとも５個の原子を含む、条項６に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８２】
９．前記Ｒ５の少なくとも１つの前記リンカー基Ｌは、別々に、
エーテル基、フルオロエーテル基、ペルフルオロエーテル基、または、以下の式の１つを有する基のうちの１つであり、前記式は、
-Ｏ（ＣＨ２）ｚ-、
-Ｏ（ＣＦ２）ｚ-、
-（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ-、
-ＯＲ６Ｒ７ＯＲ８-、
‐Ｏ（Ｒ６Ｒ７Ｏ）ｚＲ８‐、若しくは、
‐ＯＲ６Ｒ７（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘ-
ここで、Ｒ６は、単結合、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、分岐フルオロアルキレン基、ペルフルオロ直鎖アルキレン基、または、分岐ペルフルオロアルキレン基のうちの１つであり、
Ｒ７は、式‐ＣＨＲ９‐若しくは‐ＣＲ９Ｒ９‐のうちの１つを有する、または、直鎖アルキレン、直鎖フルオロアルキレン、若しくは、ペルフルオロ直鎖アルキレンのうちの１つであり、
各前記Ｒ９は、別々に、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖フルオロアルキル基、分岐フルオロアルキル基、ペルフルオロ直鎖アルキル基、または、ペルフルオロ分岐アルキル基のうちの１つであり、
Ｒ８は、直鎖アルキレン基、直鎖フルオロアルキレン基、または、ペルフルオロ直鎖アルキレン基であり、
ｚは、範囲１〜８から選択された値を有する整数で、
ｘは、範囲１〜３から選択された値を有する整数である、
条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８３】
１０．各前記Ｒ８は、別々に、１〜８個の炭素原子を含む、条項９に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８４】
１１．各前記Ｒ８は、別々に、少なくとも５個の原子を含む、条項９に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８５】
１２．各前記Ｑは、別々に、酸素原子、窒素原子、または、硫黄原子のうちの１つに結合された水素原子を含む、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８６】
１３．各前記Ｑは、‐ＯＨ、‐ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、ＮＨ２、または、ＣＯＮＨ２からなるグループから別々に選択される、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８７】
１４．比Ｒ３：Ｒ４は、１：２〜４：１の範囲にある、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８８】
１５．前記Ａｎは、前記Ｒ３と前記Ｒ４Ｒの少なくとも１つの交互の配列を含む、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００８９】
１６．前記アイオノマーのポリマー分子は、分子量４００〜４００，０００ダルトンを有する、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９０】
１７．前記第１末端基は、Ｈ、Ｆ、または、前記材料のポリマー分子を形成する重合反応を開始する開始剤によって形成された開始基、からなるグループから選択され、
前記第２末端基は、Ｈ、Ｆ、または、前記材料のポリマー分子を形成する重合反応を停止する停止剤によって形成された末端基からなるグループから選択される、
条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９１】
１８．前記層の第２表面に形成された少なくとも１つの壁を備え、前記第２表面は前記第１表面より水に濡れやすい、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９２】
１９．前記第１表面を形成する前記層の領域において、前記少なくとも１つの側鎖のうちの１つまたは複数の側鎖は、前記各実質的な極性官能基が、前記第１表面から離れて位置するように向いており、
前記第２表面を形成する前記層の領域において、前記少なくとも１つの側鎖の追加の１つまたは複数は、前記各実質的な極性官能基が前記少なくとも１つの壁を形成する材料内に位置するように向けられる、
条項１８に記載のエレクトロウェッティング素子。 
【００９３】
２０．エレクトロウェッティング素子の支持プレートを製造する方法であって、
ｉ）前記支持プレートの層を形成する表面を備えること、
ｉｉ）前記表面に、層材料であって、実質的な無極性骨格と、実質的な極性基で終了する少なくとも１つのペンダント鎖を有する前記層材料を塗布すること、及び、
ｉｉｉ）前記表面に塗布された前記層材料から前記表面上に前記層を形成すること、
を含む、前記方法。
【００９４】
２１．前記表面に前記層を前記形成すると、前記層は、エレクトロウェッティング素子の流体に隣接させるために濡れ性を有する前記支持プレートの第１表面を提供する、条項２０に記載の方法。
【００９５】
２２．ｉｖ）前記層の第１表面と第２表面に、前記第２表面に少なくとも１つの壁を形成するための壁材料を塗布することを含み、前記層材料は、前記壁材料の前記塗布後、再構成して、前記第１表面と前記第２表面に前記壁材料の前記塗布前より前記壁材料により濡れやすい表面を提供する、
条項２０に記載の方法。
【００９６】
２３．前記層材料の再構成は、少なくとも１つの前記実質的な極性基を前記第２表面に塗布された前記壁材料に少なくとも部分的に挿入するように前記層材料を再構成することを含む、条項２２に記載の方法。
【００９７】
２４．ｉｖ）中に、前記第１表面に塗布された壁材料を除去することを含み、前記層材料は、エレクトロウェッティング素子の流体に隣接するための濡れ性を前記第１表面に提供するように再構成し、前記第１表面は、前記第２表面より前記流体に濡れやすい、条項２２に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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