(57)【要約】第１の流体と第１の流体と混和できない第２の流体とを備えるエレクトロウェッティング素子。支持板は、第１及び第２の流体の構成を制御するため、電圧を印加するための電極、及び、電極と第１または第２の流体の少なくとも一方との間の複数の層を含む。複数の層は、第１の複数のピンホールを備える第１の層、及び、第１の層より少ないピンホールを備える第２の層を含む。第１の層は、第２の層と第１または第２の流体の少なくとも一方との間で第２の層上に配設される。【選択図】図３
2018514800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロウェッティング素子であって、
第１の流体と、
前記第１の流体と混和できない第２の流体と、
支持板と、を備え、前記支持板は、
前記第１及び第２の流体の構成を制御するため、電圧を印加するときに使用するための電極、及び、
前記電極と前記第１または第２の流体の少なくとも一方との間の複数の層を含み、前記複数の層は、
第１の複数のピンホールを備える第１の層、及び、
前記第１の層より少ないピンホールを備える第２の層を含み、
前記第１の層は、前記第２の層と前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方との間で前記第２の層上に配設される、前記エレクトロウェッティング素子。
【請求項２】
前記第１の層は、前記第１の層を通して前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の少なくとも１つの成分を透過するための第１の透過率を有する材料を含み、
前記第２の層は、前記第２の層を通して前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の前記少なくとも１つの成分を透過するための第２の透過率を有する材料を含み、
前記第１の透過率は前記第２の透過率より低い、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項３】
前記第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方に最も近い第１の端と、
前記第２の層に最も近い第２端と、
前記第１の端から前記第２端まで延在するピンホール通路と、を備え、前記ピンホール通路は、
前記第１の層の厚さに実質的に等しい、または、
前記第１の層の厚さに比べて、前記第１の層の厚さの２０％、３０％、４０％、５０％未満、約５０％、または５０％のうちの少なくとも１つだけ大きい
の一方または両方である長さを有する、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項４】
前記第２の層は、
前記第１の層に接触する第１の表面と、
前記電極に最も近い第２の表面と、
それぞれが前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する複数のマイグレーション通路と、を有する、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項５】
前記複数のマイグレーション通路の少なくとも１つは、前記第２の層を通って横方向に延在し、それにより、
前記複数のマイグレーション通路の前記少なくとも１つは、前記第２の層の厚さの少なくとも２倍である距離だけ、前記第２の層を通って横方向に延在する、または、
前記複数のマイグレーション通路の前記少なくとも１つは、隣接するエレクトロウェッティング素子の第２の層内に横方向に延在する
の一方または両方である、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】
前記第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方に最も近い第１の端と、
前記第２の層に最も近い第２端と、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の少なくとも１つの成分が前記第１の層を通過するため、前記第１の端から前記第２端まで延在するピンホール通路と、を備え、
前記複数のマイグレーション通路の１つのマイグレーション通路は、
前記第１の層に最も近い第１の端と、
前記電極に最も近い第２端と、を備え、
前記マイグレーション通路の前記第１の端は、前記第１の複数のピンホールの前記少なくとも１つのピンホールの前記第２端から横方向にオフセットする、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】
前記第１の層の単位体積は、第１の複数のボイドであって、第１の総ボイド体積を共に占める、前記第１の複数のボイドを有し、
前記第２の層の単位体積は、第２の複数のボイドであって、第２の総ボイド体積を共に占める、前記第２の複数のボイドを有し、
前記第１の総ボイド体積は前記第２の総ボイド体積より小さい、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項８】
前記第１の層は少なくとも１つの無機材料を含み、前記第２の層は少なくとも１つの有機材料を含む、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項９】
前記第２の層は、ポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニルアルコール）、二酸化チタン粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、シアノエチルプルラン、二酸化チタン粒子を含むシアノエチルプルラン、二酸化ジルコニウム粒子を含むシアノエチルプルラン、ポリイミド、二酸化チタン粒子を含むポリイミド、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミド、またはオルガノシリコンベース材料のうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１０】
前記第１の層は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、二酸化チタン、または二酸化ジルコニウムのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１１】
前記支持板は疎水性層を含み、前記第１の流体は、前記疎水性層の表面に隣接する、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１２】
前記第２の層は、ピンホールが実質的にない、請求項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【請求項１３】
エレクトロウェッティング素子の支持板を製造する方法であって、
基板上に電極前駆体層を塗布すること、
電極を形成するため、前記電極前駆体層をパターニングすること、
層を形成するため、前記電極上に材料を塗布すること、及び、
前記層上に材料を塗布することであって、それにより、前記電極上の前記層より多くのピンホールを備える層を形成する、塗布することを含む、前記方法。
【請求項１４】
前記電極上に前記材料を前記塗布することは、前記材料を液体として前記電極上に塗布することを含み、
前記層上に前記材料を前記塗布することは、前記材料を蒸気として前記層上に塗布することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電極上に前記材料を前記塗布することは、
スロットダイコーティングプロセス、
スピンコーティングプロセス、
フレクソプリンティングプロセス、または、
イニシエーテッド化学気相堆積プロセス
のうちの１つまたは複数を含み、
前記層上に前記材料を前記塗布することは、
化学気相堆積プロセス、または、
プラズマ励起式化学気相堆積プロセス
のうちの一方または両方を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エレクトロウェッティング表示デバイスが知られている。こうしたデバイスの一例の画素のオフ状態において、オイル層は表示エリアを覆う。オン状態において、オイル層は後退して、表示エリアをほとんど覆わない。画素をオン状態に切換えるため、電圧が、導電性流体及び電極によって印加され、導電性流体はオイルと混和できない。画素をオフ状態に切換えるため、電圧がオフに切換えられる。
【０００２】
経時的にエレクトロウェッティング表示デバイスの切換え性能は低下する場合がある。エレクトロウェッティング表示デバイスの寿命を改善することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】例示的なエレクトロウェッティング素子を概略的に示す図である。
【図２】図１の例示的なエレクトロウェッティング素子の略平面図である。
【図３】例示的なエレクトロウェッティング素子の支持板の複数の層の例を概略的に示す図である。
【図４】例示的なエレクトロウェッティング素子の支持板の複数の層の更なる例を概略的に示すである。
【図５】エレクトロウェッティング素子を製造する方法の例に関連するフロー図である。
【図６】エレクトロウェッティング表示デバイスを含む例示的な装置の略システム図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
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デバイス１の或る例の一部の概略断面図を示し、複数の画素または表示素子２の１つが図に示され、また、それらは、同様にエレクトロウェッティングピクセルと呼ばれてもよい。こうしたピクセルまたは表示素子は、エレクトロウェッティングセルまたはエレクトロウェッティング素子の例であり、ピクセルまたは表示素子は、表示効果を提供するためのエレクトロウェッティング素子の例である。表示素子の横方向範囲が、２つの点線３、４により図に示される。表示素子は、第１の支持板５及び第２の支持板６を備える。支持板は、各表示素子の別個の部分であってもよいが、支持板は、複数の表示素子によって共通に共有されてもよい。支持板は、ガラスまたはポリマー基板７ａ、７ｂを含んでもよく、剛性または可撓性であってもよい。支持板は、幾つかの例において、示す以外の更なる層及び／または構造、例えば、表示素子を制御するための回路要素を含む。こうした特徴は、明確にするため示されない。
【０００５】
表示デバイスは、表示デバイスによって形成される画像または表示が視認され得る視認側８、及び、後部側９を有する。図において、その表面がこの例において基板７ａの表面である第１の支持板５の表面は、後部側９を規定する；その表面がこの例において基板７ｂの表面である第２の支持板６の表面は、視認側８を規定する；代替的に、他の実施例において、第１の支持板の表面は視認側を規定してもよい。表示デバイスは反射性、透過性、または半透過性タイプであってよい。表示デバイスは、アクティブマトリックス駆動式表示デバイスまたは直接駆動表示デバイスであってもよい。複数の表示素子は単色であってもよい。カラー表示デバイスの場合、表示素子はグループに分割されてよく、各グループは異なるカラーを有する；代替的に、個々の表示素子は、異なるカラーを示すことができてもよい。
【０００６】
支持板間の各表示素子の、普通ならチャンバであると考えられてもよい空間１０は、２つの流体で充填される。図１の例において、空間１０は、第１の流体１１及び第２の流体１２で充填され、それらのうちの少なくとも一方は、液体であってもよい。第２の流体は、第１の流体と実質的に混和できない。したがって、第１の流体及び第２の流体は、実質的に互いに混合せず、幾つかの例において、どの程度においても互いに混合しない。第１及び第２の流体が実質的に互いに混合しない状態で、第１及び第２の流体の或る程度の混合が存在する場合があるが、第１の流体の体積の大部分が第２の流体の体積の大部分と混合しない点でこれは無視できると考えられることが幾つかの例において想定される。第１及び第２の流体の実質的な非混和性は、第１及び第２の流体の特性、例えば、それらの化学成分による；第１及び第２の流体は、互いから分離したままである傾向があり、したがって、第１及び第２の流体の均一混合物を形成するように共に混合しない傾向がある。この非混和性によって、第１及び第２の流体は、電圧が全く印加されない場合、図１において５５とラベル付けされ、電圧が印加される場合、５７とラベル付けされる界面において互いに接し、その界面は、第１の流体の体積と第２の流体の体積との境界を規定する；この界面または境界は、メニスカスと呼ばれてもよい。複数の例における第１の流体と第２の流体との間の界面の場所及び形状は、印加電圧によって決定される。図１における第１及び第２の層の厚さは、例として示される；他の例において、第１及び／または第２の層は異なる厚さを有してもよい。
【０００７】
デバイスの第２の流体は導電性または有極性の少なくとも一方である、すなわち、第２の流体は、導電性、有極性、または両方であり、水、または、塩化カリウムの水溶液等の塩溶液であってもよい。第２の流体は透明であってもよい；第２の流体は、代わりに、着色されてもよい、例えばまたは吸収性であってもよい。非導電性であるデバイスの第１の流体は、例えば、デカンまたはヘキサデカンのようなアルカン、シリコーンオイルまたはデカリン（普通なら、ビシクロ−４，４，０−デカンとして知られる）を含んでもよい。
【０００８】
複数の例における導電性は、第２の流体が電気を伝導することが可能であることを意味する；例えば、電流は、第２の流体を通るイオンの流れによって第２の流体を通って流れてもよい。複数の例における有極性は、第２の流体が、正味のダイポールを有する分子を有する少なくとも１つの化合物（例えば、液状ビヒクル）を含むこと；すなわち、分子構造にわたって、分子が、電子分布によって総合ダイポールモーメントを有し、その分子の少なくとも１つの部分が負電荷を有し、その分子の少なくとも１つの異なる部分が正電荷を有することを意味する。こうしたダイポールモーメントは永久ダイポールを含む。極性は、例えば、分子内の１つまたは複数の原子・原子結合の存在によってもたらされ、例えば、原子のうちの１つは酸素または窒素等のヘテロ原子である。例えば、こうした有極性原子・原子結合は、酸素（Ｏ）原子と水素（Ｈ）原子との間の結合、すなわち、−Ｏ−Ｈ結合であり、幾つかの例において、少なくとも１つのヒドロキシル（−ＯＨ）基の存在による場合がある。こうした結合の存在は、第２の流体内での異なる分子間の水素結合をもたらす場合がある。
【０００９】
第１の流体は、可視スペクトルの少なくとも一部を吸収してもよい。第１の流体は、可視スペクトルの一部について透過性であり、カラーフィルターを形成してもよい。このため、第１の流体は、顔料粒子または染料の添加により着色されてもよい。代替的に、第１の流体は、黒であってもよい、すなわち、可視スペクトルの実質的に全ての部分を吸収してもよい、または、反射性であってもよい。反射性の第１の流体は、可視スペクトル全体を反射し、層を白く見せてもよい、または、可視スペクトルの一部を反射し、層が色を持つようにさせてもよい。複数の例において、第１の流体は、黒であり、したがって、光学スペクトルの、例えば、可視光スペクトルの実質的に全ての部分を吸収する。通常、光学スペクトルの実質的に全ての部分は、或る程度の変動を含んでもよく、したがって、第１の流体は、全ての波長ではなく、可視スペクトル等の所与のスペクトル内の波長の大部分を吸収して、素子における第１の流体の機能を実施してもよい。したがって、第１の流体は、第１の流体に入射する実質的に全ての光を吸収するように構成されてもよい。例えば、第１の流体は、可視スペクトル内でかつ第１の流体に入射する光の９０％以上を吸収してもよい。
【００１０】
第１の支持板５は、絶縁層１３を含む。絶縁層は、透明、例えば、完全に透明であってもよい、換言すれば例えば、少なくとも可視光に対して透過性であってよい。絶縁層１３は、表示素子の壁の間に延在してもよい。第２の流体１２と絶縁層の下に配置される電極との間の短絡を回避するため、絶縁層の複数の層が、図に示すように、複数の表示素子２上に途切れなく延在してもよい。絶縁層は、表示素子２の空間１０に面する、すなわち、空間１０に最も近い表面１４を有する。絶縁層の厚さは２マイクロメートルよりも薄くてもよく、また、１マイクロメートルよりも薄くてもよい；例えば、絶縁層は、厚さが４００ナノメートル以下であってもよい。
【００１１】
本明細書で述べる複数の例の絶縁層は、例えば、テフロンＡＦ１６００（登録商標）等の疎水性層で例えば形成される層１５、及び、所定の誘電特性を有するバリヤ層１６で形成され、層１５は、図に示すように、空間１０に面する、すなわち、空間１０に最も近い。複数の例の絶縁層１６は、以下でより詳細に述べるように、複数の層で形成される。バリヤ層１６は、５０ナノメートルと５００ナノメートルとの間の、基板の平面に垂直の方向に計測される、厚さを有してもよい。
【００１２】
印加電圧が存在しないとき、すなわち、印加電圧がゼロ電圧である状態で、第１の流体１１は、第１の流体が隣接するための表面が、第２の流体の場合に比べ第１の流体の場合に高い、すなわち、大きい濡れ性を有するため、第１の流体が隣接するための絶縁層１３の表面に優先的に付着する；したがって、表面は疎水性であってよい。説明されるように、印加電圧が非ゼロ電圧または駆動電圧である状態で、表面は、第１の流体の場合に比べ第２の流体の場合により高い濡れ性を有する。すなわち非ゼロ電圧が印加された表面は、親水性であると考えられてもよい。濡れ性は、固体の表面についての流体の相対親和性に関する。濡れ性は、流体の境界と固体の表面との間の接触角によって測定されてもよい。接触角は、流体・固体境界における流体と固体との間の表面張力の差により決定される。例えば、表面張力の大きな差は、疎水性特性を示し得る。当業者が認識するように、水との接触角が９０°より大きい場合、材料は疎水性であると考えられてもよい；したがって、水との接触角が９０°より小さい場合、材料は親水性であると考えられてもよい。
【００１３】
各表示素子２は、支持板５の一部として第１の電極１７を含む。示す例において、１素子について１つのこうした電極１７が存在する；他の例において、１表示素子について２つ以上の電極が存在してもよい。電極１７は、絶縁層１３によって第１及び第２の流体から電気絶縁される；近傍の表示素子の電極は、非導電性層によって分離されるが、他の例において、１つまたは複数の近傍の表示素子の電極は電気接続されてもよい。幾つかの実施例において、さらなる層は、絶縁層１３と電極１７との間に配置されてもよい。電極１７は、任意の所望の形状または形態であり得る。表示素子の電極１７は、図に概略的に示す、信号線１８によって電圧信号を供給される。
【００１４】
例えば第２の支持板６は、第２の電極１９を含み、第２の電極１９は、図に示すように、表示素子の壁の間に延在してもよい、及び／または、表示素子の壁の上に及び／または壁を覆ってまたは壁にオーバラップして配設されてもよい、例えば、位置付けられてもよい、及び／または、複数の表示素子２の上に途切れなく延在してもよい。電極１９は第２の流体１２と電気接触状態にあり、全ての表示素子に共通である。電極１７及び１９は、例えば、透明導電性材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）で作られてもよい。第２の信号線２０は、電極１９に接続される。代替的に、電極は、電極が第２の流体と電気接触状態にある支持板の境界に配置されてもよい。この電極は、全ての素子に共通であってよく、全ての素子は、壁によって邪魔されず第２の流体によって流体的に相互接続され、第２の流体を共有する。表示素子２は、信号線１８と２０との間に印加される電圧Ｖによって制御され得る。信号線１８は、基板７ａ上の制御線のマトリクスに結合され得る。信号線１８及び２０は表示駆動システムに結合される。
【００１５】
この例における第１の流体１１は、表示素子の断面に従う、少なくとも１つの壁、この例では、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もよい；表示素子がマトリクス形態で配置されるとき、断面は、正方形または長方形である。壁が絶縁層１３から突出し、絶縁層１３の表面上に形成される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層等の、第１の流体をはじく支持板の表面層の一部であってもよい。壁は、第１の支持板から第２の支持板まで延在してもよいが、代わりに、図１に示すように、第１の支持板から第２の支持板まで部分的に延在してもよい。
【００１６】
点線３及び４で示す表示素子の範囲は、壁２１の中心によって規定される。点線２２及び２３で示す表示素子の壁の間の表面のエリアは、表示エリア２４と呼ばれ、表示エリア２４にわたって表示効果が生じる。壁がその上に形成される表面エリアは壁エリアと呼ばれてもよい。表示エリアの範囲に対応する表面１４の範囲は、この例では、疎水性である。表示効果は、上述した印加電圧Ｖの大きさに応じて、第１及び第２の流体が、表示エリアによって規定される表面に隣接する範囲に依存する。したがって、印加電圧Ｖの大きさは、エレクトロウェッティング素子内の第１及び第２の流体の構成を決定する。換言すれば、表示効果は、表示素子における第１及び第２の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、表示デバイスを見る観察者について表示素子の表示状態をもたらす。１つの流体構成から異なる流体構成にエレクトロウェッティング素子を切り換えるとき、表示エリア表面に隣接する第２の流体の範囲は、表示エリア表面に隣接する第１の流体の範囲が増加または減少するとともに、それぞれ、増加または減少してもよい。
【００１７】
図２は、第１の支持板の疎水性表面の平面図における長方形画素のマトリクスを示す。図１の点線３及び４に対応する、図２の中心画素の範囲は、点線２６で示される。線２７は、壁の内側境界を示す；線２７は、同様に、表示領域２４の縁である。
【００１８】
ゼロまたは実質的にゼロ電圧が電極１７と１９との間に印加されるとき、すなわち、エレクトロウェッティング素子がオフ状態にあるとき、第１の流体１１は、図１に示すように、壁２１の間で層を形成する。電圧の印加は、第２の流体が、例えば図１または図２の点線形状２５で示すように壁に対して第１の流体を収縮、例えば後退させるよう第１の流体を変位するようにさせることになる。印加電圧の大きさに依存する、第１の流体の制御可能な形状は、画素を光弁として動作させるために使用され、表示エリア２４にわたって表示効果を提供する。例えば、第２の流体と表示エリアとの隣接を増加させるために流体を切換えることは、素子によって提供される表示効果の輝度を増加させてもよい。この表示効果は、表示デバイスの視認側を見るときに観察者が見ることにな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有する黒から白であり得る；カラー表示デバイスにおいては、表示状態は、同様にカラーを含んでもよい。
【００１９】
エレクトロウェッティング素子の支持板についての複数の層の例は、ここで、図３及び４を参照して述べられる。これらの例において、複数の層は、図１のバリヤ層１６を形成するが、他の例において、更なる層が、ここで述べる複数の層に加えてバリヤ層の一部を形成してもよい。
【００２０】
図３は、エレクトロウェッティング素子の支持板の複数の層２８の例を示す。複数の層２８は、第２の層３２上に配設される、例えば、位置付けられる第１の層３０を含む。例えば、その表面が第２の層３２の他の表面に比べて第１及び第２の流体に近い、第２の層３２の表面は、第１の層３０の表面と接触状態で存在する。第１の層３０は、参照数字３４で総称的に参照される第１の複数のピンホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃを備える。ピンホールは、通常、層の一方の側から他の側まで実質的に直接通過する貫通穴である。層を実質的に直接通過するピンホール、例えば貫通穴は、例えば、層を、直接またはほぼ直接通過してもよい。例えば、ピンホールを通る通路は、層の厚さにほぼ等しい、例えば、層厚に等しいか、層厚より層厚の少なくとも１％、２％、５％、または１０％だけ大きいか、あるいは、層厚より層厚の２０％、３０％、４０％、５０％未満、約５０％、または５０％の少なくとも１つの値だけ大きい、長さを有してもよい。幾つかの例の層厚は、例えば、層の全範囲にわたる、平均層厚、例えば、ミーン層厚である。ピンホールの一端は、ピンホールの他端に少なくとも部分的にオーバラップしてもよく、それにより、例えば、線の長さにわたって２０°より小さな逸脱によって、２つの端の間にほぼ真っ直ぐな線を引くことが可能であることになる。当業者が認識するように、ピンホールは、当技術分野の用語である；ピンホールの寸法は、ピンの寸法に必ずしも対応しない。ピンホールは、ナノメートルオーダの幅を有してもよく、その幅は、ピンホールを通して伝導できる分子（その分子は、普通なら、透過性分子と呼ばれてもよい）のサイズと同等であってもよいまたは大きくてもよい、例えば、透過分子として水及び／または酸素を用いると０．３ナノメートル以上であってもよい。ピンホールは、種々の形状を有してもよい；例えば、ピンホールは、円柱、直方体、または一端に向かってテーパ付きであってもよい。
【００２１】
第２の層３２は、第１の層３０より少ない、例えば、少なくとも一桁少ないピンホールを有する。例えば、第２の層は、無視できる量のピンホールを有してもよい、例えば、１００μｍ２（平方マイクロメータ）について１ピンホール以下のピンホール密度を有する。対照的に、第１の層は、１００μｍ２（平方マイクロメータ）について１より多いピンホールを有してもよい、または、１つのピンホールと近傍のピンホールとの間の距離（その距離は、普通なら、分配長さと呼ばれてもよい）は、せいぜい１μｍ（マイクロメートル）である。他の例において、第２の層は、実質的にピンホールが無くてもよい、例えば、測定公差内でゼロピンホールを有する、または、ゼロピンホールを有する。
【００２２】
ピンホールは、当業者が認識するように、種々の方法を使用して検出され得る。例えば、無機層内のピンホールは、層を電気めっきすることによって装飾されてもよく、その後、層は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して撮像されて、ピンホールがその中に見ることができる層の画像を得てもよい。例えば、銅は、層上に電気めっきされ、その後、当技術分野で知られているように、光学または電子顕微鏡を使用して検査され得る。代替的に、光は、幾つかの場合においてピンホールにおいて形成する気泡から散乱される場合がある。こうした場合の散乱光は、同様に例えばＳＥＭを使用して、直接撮像され得る。例えば無機層内のピンホールを可視化する更なる技法は、当技術分野で知られているように、共焦点顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を含む。これらの技法は、ポリマー基板上に塗布される、例えば堆積される無機層を、酸素（Ｏ２）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プラズマに暴露することを含む。原子状酸素、Ｏ２プラズマ内の主反応種に対する暴露は、無機層内に存在するピンホールを通したポリマー基板のエッチングをもたらし、それは、先に論じた光学的技法を使用して可視化され得る。
【００２３】
図３の例において、支持板の複数の層２８は、例えば、層のうちの１つの層が電極（図示せず）に接触する状態で、配設される、例えば位置付けられる。電極（図示せず）は、第１の流体及び第１の流体と混和できない第２の流体（同様に図示せず）の構成及び第１または第２の流体の少なくとも一方の流体の構成を制御するため電圧を印加するときに使用するためのものである。第１の層３０は、第２の層３２と、第１及び第２の流体の少なくとも一方との間に、配設される、例えば位置付けられる。例えば、図３の複数の層２８は、図１及び２のバリヤ層１６を形成してもよくまたはバリヤ層１６の一部であってもよく、バリヤ層１６は、上述したように、第１の支持板５の一部を形成し、第１の電極１７と第１及び第２の流体１１、１２との間に位置決めされる。支持板は、同様に、図１の層１５等の疎水性層を含んでもよく、第１の流体は、疎水性層の表面の少なくとも一部に隣接する。複数の例において、疎水性層は、重量でまたは体積で疎水性材料の８０％より大きい値、９０％より大きい値、９５％より大きい値、ほぼ１００％、または１００％を含む。疎水性層の残りは、例えば、疎水性材料と異なる材料で形成されてもよい。支持板が疎水性層を含む例において、疎水性層は、複数の層のうちの１つの層または別個の層であってもよい（図１及び２の例の場合と同様に）。更なる例において、図３の複数の層が、以下でより詳細に述べるように、図１及び２を参照して述べるものと異なる支持板の一部であってもよいことが認識される。
【００２４】
知られているように、エレクトロウェッティング素子はキャパシタを含む；キャパシタの第１の板は第１の電極であり、キャパシタの第２の板は、第２の電極によって電荷を提供される第２の流体である。したがって、第１の電極と第２の流体との間の複数の層２８は、複数の例において、誘電層を形成する。そのため、エレクトロウェッティング素子の静電容量は、複数の層２８の特性に依存してもよい。
【００２５】
複数の例において、或る特性を有する複数の層を設けることは、電極と流体との間の比較的高い静電容量結合が得られることを可能にする。これは、より低い静電容量結合を有する素子と比較して、所望の表示効果を得るために印加されなければならない駆動電圧を低減し得る。したがって、これは、エレクトロウェッティング素子の電力消費を低減し得る。
【００２６】
複数の例の複数の層２８は、エレクトロウェッティング素子の静電容量に対する寄与に加えて、更なる機能を有する。第１の層に比べて少ないピンホールを備える第２の層上に第１の複数のピンホールを有する第１の層を設けることによって、第１の流体及び第２の流体のいずれかまたは両方の少なくとも１つの成分の、エレクトロウェッティング素子の空間１０からの、例えば、第１の支持板５の絶縁層１３を通り、第１の電極１７に向かう、また幾つかの場合に、第１の電極１７上への漏洩は、こうした層がない素子と比較して制限または低減される場合がある。したがって、これは、エレクトロウェッティング素子の機械的及び電気的完全性を維持するのを促進してもよい。そのため、複数の例に従って複数の層を有する支持板を設けることは、ここで説明するように、エレクトロウェッティング表示デバイスの寿命を増加させ得る。
【００２７】
第２の流体の少なくとも１つの成分の、素子の空間からの、例えば、図１の第１の電極１７等の電極に向かう漏洩（第２の流体の少なくとも１つの成分がそれによって素子の空間を出るまたは去る任意の通過または移動を指す）は、素子の性能に悪い影響を及ぼす場合がある。例えば、所与の印加電圧について素子が得られる表示状態は、こうした漏洩によって変更される場合があり、それは、表示品質の低下をもたらす場合がある。そのため、エレクトロウェッティング表示デバイスの複数の素子のそれぞれの空間からの第２の流体の少なくとも１つの成分の漏洩は、デバイスの寿命を減少させる場合がある。更なる例において、こうした漏洩が第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分；換言すれば、第１の流体及び第２の流体のいずれかまたは両方の少なくとも１つの成分について起こる場合があることが想定される。少なくとも１つの成分は、例えば、第１の流体または第２の流体の分子成分（複数可）の１つまたは複数、例えば、全てであってもよい。
【００２８】
知られている素子内で層を直接通過するピンホールは、第２の流体の少なくとも１つの成分が、層を通過し、それにより、素子の空間を出て、下にある電極に向かい、またおそらくは最終的に下にある電極に達することを可能にする。対照的に、第１の層からのピンホールが、第１及び第２の層を通して、全行程を、例えば、連続的に延在しないように、本明細書で述べる例の場合と同様に、第１の層に比べて少ないピンホールを備える第２の層を設けることによって、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の通過が制限される。そのため、本明細書で述べる例による複数の層は、エレクトロウェッティング素子の空間から、例えば、電極に向かう、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の漏洩を制限または低減する。これは、先に説明したように、エレクトロウェッティング素子を備えるエレクトロウェッティング表示デバイスの寿命を増加させ得る。例えば、第２の流体が水を含むとき、複数の例による複数の層は、複数の層の少なくとも１つの層を通る水の透過、例えば拡散を低減し、下にある電極に水が入射するレートを低減し得る。
【００２９】
複数の層において誘電特性と漏洩低減機能を組合せることは、これらの機能を有するエレクトロウェッティング素子が簡単にかつコスト効果的に製造されることを可能にする。
【００３０】
やはり図３を参照すると、第１の層３０の第１の複数のピンホール３４のピンホール３４ａは、この例において、空間、したがって、第１及び／または第２の流体の少なくとも一方に最も近い第１の端３６、及び、第２の層３２に最も近い第１の端３８を有する。ピンホール通路４０は、ピンホール３４ａの第１の端３６から第１の端３８まで延在する。複数の例において、ピンホール通路４０は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分、例えば第２の流体の水の、第１の層３０を通る透過が、起こり得るようなものである複数の例において、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第１の層を通る透過は、第１の流体内に溶解する少なくとも１つの気体の分子の少なくとも１つのイオン種、例えば、ナトリウムイオンＮａ＋、カリウムイオンＫ＋、ヨウ素イオンＩ―、塩素イオンＣｌ−を含んでもよい。
【００３１】
図３は、ピンホール３４ａと第２の層３２との間の界面に位置する第２の端３８を含む第１の層３０内のピンホール３４ａの種々の特徴を示す。ピンホール端は、通常、ピンホールがその中に存在する層の表面にある、または、それらのうちの少なくとも一方がピンホールを含む２つの層間の界面にあるピンホールの部分を含む。ピンホールの形状に応じて、端は、種々の形状、例えば、断面形状、縁形状、材料均一性、及び同様なものの変動を有してもよい。端は、同様に、開口だけを、または、開口及び開口と同一の広がりを持つピンホールの或る程度小さな部分を含んでもよい。
【００３２】
透過は、複数の例において、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、第１の層の１つの側に入射し、第１の層を通って走行し、その後、対向する側で第１の層を出ることを伴う。例えば、透過は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第１の層を通る通過、マイグレーション、拡散、または他の移動を指してもよい。例えば、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が第１の層に入るが第１の層を出ないような、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の部分的にだけ第１の層を通る通過は、複数の例において、第１の層を通る第２の流体の少なくとも一部の透過と考えられない。
【００３３】
図３に示す例において、第１の複数のピンホール３４の複数のピンホールはそれぞれ、こうしたピンホール通路４０（しかし、１つのピンホール通路４０だけが、明確にするためにラベル付けされる）を有するが、他の例において、第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは１つのピンホール通路を有してもよい。更なる例において、第１の複数のピンホールの１つのピンホールは、第１または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が通過するのに適さない、第１の端と第２の端との間の１つまたは複数の通路を有してもよい。複数の例において、１つまたは複数の通路は、第２の流体の少なくとも１つの成分の、例えば、水分子の分子サイズより狭くてもよい。こうした通路は、「ピンホール通路（ｐｉｎｈｏｌｅ  ｐａｔｈｗａｙ）」であると考えられない。
【００３４】
第２の流体が、２つ以上の成分、例えば、水及びポリオール等の異なる分子成分で形成される複数の例において、第２の流体の成分のうちの一部の成分はピンホール通路を通過できてもよく、一部の成分は通過できなくてもよい。これは、第２の流体の成分のうちの一部の成分、例えば、１つの成分が、ピンホールを通して嵌り、ピンホール通路をたどるのに十分に小さく、一方、第２の流体の他の成分があまりも大き過ぎる場合に当てはまる。代替的に、例えば、ピンホールが、第２の流体の分子と比較して比較的大きい場合、第２の流体の全ての成分は、ピンホール通路を通過してもよい。
【００３５】
第１または第２の流体の少なくとも一方の、例えば、第２の流体の少なくとも１つの成分が図３のピンホール通路４０を通過できるにもかかわらず、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分のエレクトロウェッティング素子の空間からの漏洩が、上述したように、第１の層３０より少ないピンホールを備える第２の層３２を設けることによって依然として制限され得ることが、意外にも認識されている。そのため、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の漏洩は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の透過のためにピンホール通路４０を提供するピンホールを第１の層３０が備えるように第１の層３０が製造されても、制限され得る。
【００３６】
複数の例において、図３に示すピンホール通路４０等の、第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールのピンホール通路は、第１の層の厚さに実質的に等しい長さを有する。例えば、ピンホール通路の長さは、第１の層の厚さに等しいまたはほぼ等しく、例えば、第１の層厚より第１の層厚の少なくとも１％、２％、５％、または１０％だけ大きい、あるいは、第１の層厚より第１の層厚の２０％、３０％、４０％、５０％未満、約５０％、または５０％の少なくとも１つの値だけ大きい等、或る程度の変動を可能にしてもよい。そのため、ピンホール通路は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第１の層を通る透過のための実質的に直接のルート、すなわち、実質的に逸脱がないルートまたは通路であって、ピンホール自体を参照して先に説明され、参照数字４０を用いて図３の例について示されるように、例えば、直線によって近似されてもよい、ルートまたは通路を提供してもよい。ピンホール通路が第１の層を通る実質的に直接のルートを提供する状態であっても、本明細書で述べる例に従って複数の層を設けることは、素子からの流体の漏洩を特に低減し、それにより、知られているエレクトロウェッティング素子と比較して素子の寿命を改善する。
【００３７】
図３の例の第２の層３２は、第１の層３０に接触する第１の表面４２、及び、電極（図示せず）に最も近い、また幾つかの例において、電極に接触する第２の表面４４を有する。この例の第２の層３２は、その一部が図において概略的に示される、参照数字４６で総称的に参照される複数のマイグレーション通路４６ａ、４６ｂ、４６ｃを有して、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の、例えば第２の流体の少なくとも１つの成分を第２の層３２を通して透過させる。ここで、用語、透過は、上述したように解釈される。
【００３８】
マイグレーション通路は、例えば、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が通過するのに十分に大きい、第２の層内の任意の空の空間またはボイドである。例えば、第２の層を少なくとも部分的に形成する材料内の、ポリマー分子、例えばポリマー鎖間のボイド、分子または孔間の間質空間は、マイグレーション通路の少なくとも一部を形成すると考えられ得る。こうしたボイドまたは空間は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、例えば、拡散、毛管作用、または他の透過プロセスによって第２の層を通してマイグレートすることを可能にする。実際には、マイグレーション通路は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分がそこを通して第２の層を通過できる任意のチャネルまたは導管であると考えられてもよい。したがって、ピンホール通路を提供するピンホールは、マイグレーション通路を提供すると考えられ得る；換言すれば、ピンホール通路はマイグレーション通路の部分集合である。対照的に、逆が、常に真であるわけではない；マイグレーション通路が全てピンホール通路であるわけではない。先に説明したように、ピンホール通路は、当技術分野で理解されかつ上述されたピンホールを通る通路である。そのため、ピンホールでない他のボイドまたは空間は、ピンホール通路を形成しないが、マイグレーション通路を形成してもよい。ただし、そのボイドまたは空間が、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第２の層を通る透過を可能にする場合に限る。更に、先に説明したように、図３の例の第２の層３２は、第１の層３０より少ないピンホールを備える。そのため、複数の例において、第２の層のマイグレーション通路の実質的に全て、例えば、９０％より大きな割合または９５％より大きな割合、ほぼ１００％または１００％はピンホール通路ではない；代わりに、それらは、ピンホールでない他のボイドまたは空間から形成される。したがって、第２の流体の少なくとも１つの成分の第２の層を通るマイグレーションは、第２の層の拡散特性、例えば、拡散率及び／または溶解度特性によって支配され、一方、第２の流体の少なくとも１つの成分の第１の層を通る通過は、層内に内因的に存在するピンホールによって支配される。
【００３９】
図３の例等の例において、マイグレーション通路４６の少なくとも１つは、第２の層３２の厚さの少なくとも２倍である長さを有する。マイグレーション通路の少なくとも１つは、複数の例において、隣接するエレクトロウェッティング素子内に延在してもよい、例えば、少なくとも１つのマイグレーション通路は、隣接するエレクトロウェッティング素子の第２の層（第２の層３２と同様の）内に延在する；これらの２つのエレクトロウェッティング素子の第２の層は、両方のエレクトロウェッティング素子にわたって延在する材料の単一連続層によって形成されてもよい。そのため、図３のマイグレーション通路４６は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が第２の層３２を通ってマイグレートするための比較的直接的なルートを提供する。更なる例において、例えば、図１を参照して上述される表示エリアの平面（例えば、水平であってよい）に対して平行なまたは実質的に平行な、例えば、平行のプラスまたはマイナス１％、２％、５％、または１０％以内の方向に等、横方向に延在することによって、マイグレーション通路の少なくとも１つは、第２の層の厚さの少なくとも２倍である距離だけ第２の層を通して横方向に延在してもよい、または、マイグレーション通路の少なくとも１つは、隣接するエレクトロウェッティング素子の第２の層内に横方向に延在してもよい。図３の例において、マイグレーション通路４６ｃのうちの１つの通路は、第２の層３２の厚さ５０の少なくとも２倍である距離４８を持って横方向に延在する。
【００４０】
したがって、第２の層の厚さより著しく長いまたは第２の層の厚さより大きい横方向範囲を有するマイグレーション通路は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分についての第２の層を通るルートを提供してもよく、そのルートは、例えば、紆曲性、蛇行性、または遠回りである。こうした紆曲性マイグレーション通路は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第２の層を通る透過率を減少させ、したがって、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の漏洩率を減少させる場合がある。
【００４１】
マイグレーション通路の少なくとも１つが横方向範囲を有する状態で、電極と第２の流体との間に電圧が印加されるときに存在する電界は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の複数の層を通る移動を補助しないことが留意される。これは、マイグレーション通路の横方向範囲の方向が、整列または一致していない、例えば、電気力線に少なくとも部分的に直交するからであり、マイグレーション通路のこれらの部分において、横方向への電界勾配が全く存在しない、したがって、第２の流体の少なくとも１つの成分を、また幾つかの例において、第１の流体の少なくとも１つの成分、例えば水及び／またはイオンを、マイグレーション通路に沿って横方向に複数の層を通して移動させるための駆動力が全く存在しないことを意味する。この効果は、例えば、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が第２の層の一方の側から第２の層の対向する側まで通過するためにかかる時間を増加させることによって、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第２の層を通る透過を減少させるのを補助する。
【００４２】
複数の例において、複数のマイグレーション通路の１つのマイグレーション通路は、第１の層に最も近い第１の端及び電極に最も近い第２の端を有し、端は、例えば、上述されている。これらの例において、マイグレーション通路の第１の端は、第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールの第２の端から横方向にオフセットしてもよく、横方向は、例えば、上述されている。図３はこうした例を示す。図３において、マイグレーション通路４６ａの１つのマイグレーション通路の第１の端５２は、第１の複数のピンホール３４のピンホール３４ａの１つのピンホールの第２の端３８と整列しない；そのため、マイグレーション通路４６ｃの第１の端５２は、ピンホール３４ａの第２の端３８から横方向にオフセットしていると考えられる。マイグレーション通路４６ａの第１の端５２がピンホール３４ａの第２の端３８と異なる場所にあるため、ピンホール３４ａを通りピンホール通路４０を通って走行した第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分は、したがって、その成分が第２の層３２を通る通過を始めるため、ピンホール３４ａの第２の端３８からマイグレーション通路４６ｃの第１の端５２まで横方向に走行しなければならない。したがって、これは、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第１及び第２の層３０、３２を通る透過のためにかかる時間を増加させ、それは、複数の例において、第１の流体または第２の流体の少なくとも１つの成分のエレクトロウェッティング素子からの漏洩率を減少させる。
【００４３】
複数の例、例えば図３の例において、第１の層３０は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分、例えば、第２の流体の少なくとも１つの成分の第１の層３０及び第２の層３２を通る透過のための第１の透過率を有する材料を含み、第２の層３２は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の第２の層３２を通る透過のための第２の透過率を有する材料を含む。複数の例の透過率は、或る流体のまたは或る流体の少なくとも１つの成分の或る層を通る透過率、換言すれば、通過率である。当業者が認識するように、透過率を測定するために種々の技法が使用され、種々の技法は、質量によって流体の獲得または損失を測定する重量測定技法、透過率または反射率の変化を経時的に測定することによってカルシウムまたはバリウムの薄膜上に堆積された層の水浸透率を測定するために使用され得るカルシウム（Ｃａ）テスト、及び水蒸気の浸透を測定する電量検出器（７５００  Ｍｅｎｄｅｌｓｓｏｈｎ  Ａｖｅ  Ｎ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ  ５５４２８，ＵＳＡ所在、Ｍｏｃｏｎ  Ｉｎｃ．から入手可能）を利用するＭｏｃｏｎテストを含む。互いに比較されるため、第１及び第２の透過率が、同じ条件、例えば同じ温度及び湿度下で測定されて、２つの測定値の間の正確な比較を保証することが留意される。
【００４４】
図３の例等のこれらの例において、第１の透過率は第２の透過率より低くてもよい。これは、直観に反する：第１の層３０が複数のピンホールを備え、第２の層３２が第１の層３０より少ないピンホールを備えるにもかかわらず、第１の層３０を通る第１の透過率は、それでも第２の層３２を通る第２の透過率より低い場合がある。これは、例えば、第２の層が比較的大きな量及び／またはサイズのマイグレーション通路を有するため、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、第１の層と比較して第２の層を通してより容易に通過できる、及び／または、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分のより多くが第１の層と比較して第２の層を通して同時に通過できる場合、及び、第１の層が、より低い密度のピンホール及び／またはより小さなサイズのピンホールを有し、それにより、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、第１の層を通して容易にまたは迅速に通過できない場合に当てはまる。第２の透過率が第１の透過率より高いにもかかわらず、こうした例は、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分のエレクトロウェッティング素子の空間からの通過を依然として制限する。第１の層３０の下に第２の層３２を導入することは、１つの材料（複数のピンホールを有する）から別の材料（第１の層より少ないピンホールを備える）への移行が存在し、それにより、図３に示すように、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の透過について、第１の層３０のピンホール３４と第２の層３２を通るマイグレーション通路４６との間に不連続性が存在する場合があり、それが、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分、例えば、第２の流体の少なくとも１つの成分が、第１及び第２の層３０、３２の組合せを通って透過するレートを減少させる場合がある。更なる例において、第１の透過率は、代わりに、第２の透過率より高くてもよい。
【００４５】
複数の例、例えば、図３の例において、第１の層３０の単位体積（単位体積は、所与の体積、例えば、１立方マイクロメートル（μｍ３）または１立方ミリメートル（ｍｍ３）である）は、第１の複数のボイドを有し、第１の総ボイド体積を共に占め、第２の層３２の単位体積は、第２の複数のボイドを有し、第２の総ボイド体積を共に占め、第１及び第２の層３０、３２の単位体積は、同じ体積である。これらの例において、第１の総ボイド体積は第２の総ボイド体積より小さい。第１及び第２のボイド体積は、単位体積についての第１及び第２のボイド率とそれぞれ呼ばれてもよい。ボイドは、通常、材料内の任意の空間である。そのため、例えば、ピンホール、間質空間、及び孔は全てのタイプのボイドである。材料のボイド率は、当業者によって認識されるように、種々の方法を使用して測定されてもよい。これらの方法は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、試料の外部及び内部幾何形状の３Ｄレンダリングを作成するため試料を走査し、その後、ボイド率を決定するためレンダリングを分析する産業用コンピュータ化断層撮影（ＣＴ）、液体でボイドを飽和させること、その後、例えば、重量または熱量分析（熱重量分析（ＴＧＡ：ｔｈｅｒｍａｌ  ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ）及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）としてそれぞれ知られる）を実施しながら、オーブン内で試料を加熱することによって、脱着技法を実施することを含む重量測定法、顕微鏡下で目に見えるボイドの面積と比較して材料の面積を決定することを含む光学的方法、試料の中実部分の体積を決定すること、ボイドを含む試料の総体積を決定すること、及び、その後、それからボイド率を計算することを含む方法、及び、例えば、有機溶媒の吸着及び脱着中に被分析層の屈折率の変化をモニターすることを含むインサイチュの偏光解析法（「偏光解析多孔度測定（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｉｃ  ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｒｙ）」とも呼ばれる）を含む。
【００４６】
第２のボイド率が第１のボイド率より高い状態で、第２の層３２は、図３の例等の複数の例において、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分をそのボイド内にトラップすることによってスポンジに似た方法で働き、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が第２の層３２を通って透過するレートを減少させてもよい。
【００４７】
図３の例等の複数の例において、第１の層３０は少なくとも１つの無機材料を含み、第２の層３２は少なくとも１つの有機材料を含む。例えば、第１の層３０は、重量でまたは体積で少なくとも１つの無機材料の８０％より大きい値、９０％より大きい値、９５％より大きい値、ほぼ１００％、または１００％を含んでもよく、第２の層３２は、重量でまたは体積で少なくとも１つの有機材料の８０％より大きい値、９０％より大きい値、９５％より大きい値、ほぼ１００％、または１００％を含んでもよい。有機材料は、通常、水素原子に結合する炭素原子、すなわち、Ｃ−Ｈ結合を含む任意の材料または化合物である。有機化合物は、例えば、ポリマーであってよい。複数の例において、ポリマーは、当業者が理解するように、例えば、ポリマー分子のバックボーンを形成するため共にリンクされる複数の反復モノマー分子で形成される分子である。当業者によって認識されるように、反復モノマー分子は、全てが同じでない場合がある；例えば、有機化合物は、任意の比の２つの異なるモノマー分子の反復を含むコポリマーであってよい。複数の例において、有機材料は、アモルファス固体材料を共に形成してもよい複数のポリマー分子を含む；用語、アモルファスは、材料が、実質的に、例えば、主としてまたは完全に非晶質であることを意味すると考えられる。例えば非晶質材料は、結晶構造を全く持たない、または、主として結晶ではなく、結晶構造は、規則的な構造を有し、例えば、結晶構造内で原子の順序付けられた配置構成を有し、原子は、例えば、２次元格子または３次元格子で配置される。他の例において、有機材料は、実質的に（例えば、主としてまたは完全に）結晶の構造を有するポリマーを含んでもよく、結晶の構造は、例えば、折畳み式鎖等の分子鎖の順序付けられた配置構成を有する。
【００４８】
対照的に、無機材料は、複数の例において、有機でない任意の材料または化合物である。したがって、無機材料または化合物は、炭素を含まなくてもよく、または、水素原子に結合した炭素原子（すなわち、Ｃ−Ｈ結合）を含まなくてもよい。無機材料は、例えば、本明細書で述べるような気相堆積プロセスを使用する形成によって、例えば、結晶材料であってもよい。他の例において、無機材料はアモルファスであってよい。無機材料は、例えば、結晶またはアモルファスである構造に関して１つまたは複数の格子を形成する原子を含むと考えられてもよい。
【００４９】
例えば、第２の層は、ポリ（フッ化ビニリデン）（−（Ｃ２Ｈ２Ｆ２）ｎ−）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）（（−ＣＨ２ＣＦ２―）ｘ（−ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）―）ｙ）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニルアルコール）（（ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ））ｎ）、二酸化チタン粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、シアノエチルプルラン（（Ｃ６Ｈ７Ｏ２（ＯＲ）３）ｎ、ここで、Ｒ＝ＨまたはＣＨ２ＣＨ２ＣＮ）二酸化チタン粒子を含むシアノエチルプルラン、二酸化ジルコニウム粒子を含むシアノエチルプルラン、ポリイミド（Ｃ２２Ｈ１０Ｎ２Ｏ５）、二酸化チタン粒子を含むポリイミド、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミド、またはオルガノシリコンベース材料、例えば、オルガノシリコンベース薄膜のうちの１つまたは複数を含んでもよく、複数の例のオルガノシリコンベース材料は、少なくとも１つの炭素・シリコン結合を含む１つまたは複数の化合物であり、当業者が認識するように、ｘ、ｙ、ｚ、及びｎは、例において、それぞれの或る整数より大きいまたは小さい。当業者が認識するように、これらの材料は、商業的に容易に入手可能であり、また、例えば以下でより詳細に述べるように、例えば、堆積中に、溶液から、または、重合反応等の化学反応から形成されてもよい。複数の例において、第２の層は、熱可塑性ポリマー（例えば、加熱すると塑性特性を有する流体になり、冷却すると硬化する材料）、熱硬化性ポリマー（例えば、塑性特性を有する流体であって、加熱すると及び／または放射に暴露すると硬化する、流体である材料）、またはコポリマー（例えば、少なくとも２つのモノマーで形成されるポリマー）の１つまたは複数を含んでもよい。二酸化チタンまたは二酸化ジルコニウムが、ポリマー材料によって構成されるものとして参照される場合、その二酸化物は、例えば、ポリマー材料内に分散することが留意される。
【００５０】
付加的にまたは代替的に、第１の層は、シリコン酸化物（ＳｉＯＸ）、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ａ−ＳｉＸＮＹＯＺ：Ｈ）、酸化アルミニウム（ＡｌＸＯＹ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、または二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の１つまたは複数を含んでもよい。例えば、第１の層は、酸化物、窒化物、酸窒化物、カーバイド、または炭窒化物の１つまたは複数を含んでもよい。複数の例のこれらの化合物の１つまたは複数を含む第１の層は、スパッタ堆積または物理気相堆積等の方法を使用して直接、塗布、例えば、堆積されてもよい、あるいは、化学気相堆積、プラズマ励起式化学気相堆積、または原子層堆積等、反応チャンバ内のまたは基板と接触状態の前駆体から、堆積中の化学反応によって形成され得る。例えば、第１の層は、気体または液体をプラズマに導入すると、塗布、例えば、堆積されてもよい。例えば、シリコン窒化物は、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、窒素（Ｎ２）、及び／または水素（Ｈ２）から堆積されてもよく、二酸化シリコンは、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）液及び酸素（Ｏ２）から堆積されてもよく、アルミニウム酸化物は、トリメチルアルミニウム液（ＴＭＡ）及びアルゴン（Ａｒ）ガスから堆積されてもよい。第１の層を塗布する例示的な方法は、以下でより詳細に述べられる。
【００５１】
先に説明したように、複数の例において、第１及び第２の層は、誘電材料として働く。複数の例において、第１の層は、３．５に実質的に等しいまたは３．５より大きい、の一方である、例えば、３．５のプラスまたはマイナス１０％以内である第１の誘電率を有する材料を含み、第２の層は、３．５に実質的に等しいまたは３．５より大きい、の一方である、例えば、３．５のプラスまたはマイナス１０％以内である第２の誘電率を有する材料を含む。図３は、こうした例を示す。３．５以上である誘電率を有する材料は、本明細書の複数の例において、高誘電性材料であると考えられる。図３の場合と同様に、高誘電率材料を含む第１及び第２の層３０、３２は、エレクトロウェッティング素子の静電容量、したがって、電極と第１及び第２の流体との間の静電容量結合を増加させる。先に説明したように、複数の例の比較的高い静電容量結合は、より低い静電容量結合を有する素子と比較して、所望の表示効果を得るためにより低い駆動電圧が電極に印加されることを可能にする。したがって、これは、エレクトロウェッティング素子の電力消費を低減し得る。他の例において、実行可能にできる限り薄く第１及び／または第２の層を設けることは、代替的にまたは付加的に、エレクトロウェッティング素子の静電容量を増加させるために使用されてもよい。
【００５２】
更なる例において、第２の層は、３．５より小さい誘電率を有する材料、及び、３．５に実質的に等しいまたは３．５より大きい、の一方である誘電率を有する材料を含む。例えば、高誘電率を有する薄膜を塗布する、例えば、堆積することは難しい場合がある。対照的に、低誘電率材料を薄く塗布することはより容易であり得る。したがって、低誘電率を有する（換言すれば、３．５より小さい誘電率を有する）材料と高誘電率を有する材料の組合せの層を形成することによって、層は、高誘電率材料を層が含まない場合に達成されると思われるよりも高い総静電容量結合を持って堆積されてもよい。複数の例において、第２の層は、二酸化チタン粒子及び／または二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミドを含み、複数の例において、当業者が認識するように、ポリイミドは低誘電率有機材料であり、二酸化チタン及び二酸化ジルコニウムは高誘電率材料である。
【００５３】
ここで図４参照すると、図４は、エレクトロウェッティング素子の支持板についての複数の層の更なる例を示す。この例の特徴は、先に述べた特徴と同様であり、１００で増分される同じ参照数字を使用して参照され示される；対応する説明が同様に当てはまると考えられるべきである。
【００５４】
図４の複数の層１２８は、第２の複数のピンホール５６を備える第３の層５４を含む。第３の層に関連するフレーズ「第２の複数のピンホール」は、第３の層の複数のピンホールを第１の層の複数のピンホールから明確に区別するために使用されることが留意される。したがって、複数の例において、第１の層は、第２のまたは更なる複数のピンホールを持たず、第３の層は、第１のまたは更なる複数のピンホールを持たない。
【００５５】
第３の層５４は、図３の第１の層３０と同様である；図３の第１の層３０を参照して述べる特徴は、同様に、図４の第３の層５４内に存在してもよい。図４の第２の層１３２は、例えば、第１の層１３０と第３の層５４との間で第３の層５４に接触状態で配設される、例えば位置付けられる。複数の例において、第３の層５４は、電極、例えば図１の第１の電極１７と接触状態にあるが、他の例において、第３の層が電極に接触しないように、第３の層と電極との間に他の層またはコンポーネントが存在してもよい。図３の例の２つの層に第３の層を追加することによって、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の複数の層を通る透過は、更に減少される場合がある；複数の層内に更なる層を含むことは、第２の流体の少なくとも１つの成分がエレクトロウェッティング素子の空間から漏洩するレートをなお更に減少させる場合がある。更に、複数の例の第１、第２、及び第３の層のこうした積重ねは、支持板の構造的剛性を増加させるが、幾つかの例において、当技術分野で知られているロール・ロールプロセスを使用して、エレクトロウェッティング素子を製造するための十分な柔軟性を依然として与える。
【００５６】
更なる例において、複数の層は、１つまたは複数の更なる層を含んでもよく、更なる層のそれぞれは、ピンホールを含んでもよくまたは含まなくてもよい。例えば、複数の層は、図３の第１及び第２の層３０、３２等の層の反復対を備えてもよい。
【００５７】
図４の例等の複数の例において、第１の複数のピンホール１３４の少なくとも１つのピンホール１３４ａは、参照数字５６によって総称的に参照される第２の複数のピンホール５６ａ、５６ｂ、５６ｃの少なくとも１つのピンホール５６ｂから横方向にオフセットする。第１及び第２のピンホール１３４ａ、５６ｂのピンホール間の横方向オフセットは、例えば、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、第２の複数のピンホール５６ｂのオフセットしたピンホールに達するため、第１の複数のピンホール１３４ａのピンホールから横方向に走行しなければならないことを意味する。したがって、これは、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、電極に向けて複数の層を通過するため、横断しなければならない総経路長を増加させる。例えば、第１の複数のピンホール１３４ａのピンホールと第２の複数のピンホール５６ｂのピンホールとの間の横方向距離５８であって、図に示す第２の複数のピンホール５６ｂのピンホールの縁に最も近い第１の複数のピンホール１３４ａのピンホールの縁から計測される、横方向距離５８は、第２の層１３２の厚さ１５０より著しく大きくてもよい。複数の例における横方向は、例えば、図１を参照して上述される表示エリアの平面（例えば、水平であってよい）に対して平行なまたは実質的に平行な、例えば、平行のプラスまたはマイナス１％、２％、５％、または１０％以内の方向等、横方向である。例えば、経路長は、横方向成分（図４に示す横方向距離５８等）及び横方向成分に垂直である縦方向成分を有してもよい。一例において、横方向距離５８は、例えば、約１マイクロメートルであってよく、第２の層の厚さは、例えば、横方向距離より例えば一桁小さい１００ナノメートルであってよい。
【００５８】
第２の層が、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の透過について複数のマイグレーション通路を有する場合、マイグレーション通路（図４に示さないが、図３に示すマイグレーション通路に対応する）の１つまたは複数の少なくとも一部は、第３の層内にピンホールが全く存在しない場所で終了してもよく、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、その後、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の透過のため、非常に制限された方法で、第２の層と第３の層との間の界面をまたがなければならない場合があることを意味する。そのため、これらのマイグレーション通路をたどる第２の流体の少なくとも１つの成分は、これらのマイグレーション通路の端において直接第２の層１３２を出られないことになる；これらのマイグレーション通路の端において、その成分は、通過できない第３の層５４の中実部分に入射することになる。そのため、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分は、通過するための第２の複数のピンホール５６のピンホールに達するまで、第２の層１３２と第３の層５４との間の界面に沿って通過しなければならない、または、第２の複数のピンホール５６のピンホールへの入口で終了するマイグレーション通路をたどらなければならない。こうしたマイグレーション通路は、希である場合がある；例えば、第１の複数のピンホール１３４のピンホールまたは第２の複数のピンホール５６のピンホールに整列しない端を有する多くのマイグレーション通路、及び、第１の複数のピンホール１３４のピンホールから第２の複数のピンホール５６のピンホールまでの、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分についてのルートを提供する少数のまたは非常に少数のマイグレーション通路が存在する場合がある。
【００５９】
複数の例において、第１の複数のピンホールの２つの近傍ピンホールまたは第２の複数のピンホールの２つの近傍ピンホールの一方または両方の近傍ピンホール間の横方向距離は、第２の層の厚さより大きい。幾つかの例のこの横方向距離は、１つのエレクトロウェッティング素子のピンホールと隣接するエレクトロウェッティング素子のピンホールとの間で計測されてもよい。第２の層の厚さ、平均層厚は、幾つかの例において、５０〜２００ナノメートルの範囲内、例えば、１００ナノメートルである。対照的に、第１または第２の複数のピンホールの２つの近傍ピンホール間の横方向距離は、ピンホール通路の長さの例えば１００倍〜２００倍である、例えば、１〜１０ナノメートルの範囲内である。図４は、第１の複数のピンホール１３４の２つの近傍ピンホール間の横方向距離６０の例を示し、近傍ピンホールは、互いに最も近い、換言すれば、他のピンホールと比較して、互いの間の最も短い距離を有する２つのピンホールである。図４は、同様に、第２の複数のピンホール５６の２つの近傍ピンホール間の横方向距離６２の例を示す。図４の例において、第１の複数のピンホール１３４の２つの近傍ピンホール間の横方向距離６０は第２の層１３２の厚さ１５０より大きい；第２の複数のピンホール５６の２つの近傍ピンホール間の横方向距離６２は、同様に第２の層１３２の厚さ１５０より大きい。
【００６０】
第２の層の厚さより大きい近傍ピンホール間の横方向距離は、ピンホールが、第２の厚さと比較して比較的遠くに離間していることを意味する。他の例において、第１の複数のピンホールの２つの近傍ピンホールまたは第２の複数のピンホールの２つの近傍ピンホールの一方または両方の近傍ピンホール間の横方向距離は、第１の層及び／または第２の層の厚さより大きくてもよい。
【００６１】
例えば、低密度のピンホールの場合のピンホール間の比較的大きな横方向距離は、複数の例において、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分が、ピンホール上に入射して、第１の層を通過し、第２の層を出て、第３の層を通過しなければならないため、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分の複数の層を通る通過を更に制限し、それは、少数の及び／または広く分散したピンホールが存在する場合に比較的低頻度で起こるものである場合がある。
【００６２】
上記例は、例証的な例として理解される。更なる例が想定される。
【００６３】
上述した例において、第１の支持板５は、疎水性材料であって、第１の層上に配設され、例えば位置付けられ、第１の流体が少なくともその一部に隣接する、疎水性材料を含む、例えばそれで形成される層１５を含む。他の例において、第１の流体は、複数の層の第１の層の表面の少なくとも一部に隣接する。こうした例において、第１の層は、疎水性であってもよく、また、したがって、ゼロ電圧が印加されるときに第１の流体１１が優先的に付着する疎水性層として、と同時に、上述したように、誘電性機能と流体漏洩低減機能の両方を提供してもよい複数の層の第１の層として働いてもよい。
【００６４】
更なる例が想定され、その例において、エレクトロウェッティング素子は、第１の流体及び第１の流体と混和できない第２の流体を備える。これらの例において、エレクトロウェッティング素子は、同様に、第１及び第２の流体の構成を制御するため、電圧を印加するときに使用するための電極を含む支持板を備える。支持板は、電極と第１または第２の流体の少なくとも一方との間の複数の層を含む。複数の層は、少なくとも１つの無機材料を含む第１の層及び少なくとも１つの有機材料を含む第２の層を含む。第１の層は、第２の層と第１または第２の流体の少なくとも一方との間で第２の層上に配設される、例えば位置付けられる。
【００６５】
これらの例は、同様に、第１の流体または第２の流体の少なくとも一方の少なくとも１つの成分のエレクトロウェッティング素子の空間から電極に向かう漏洩を低減し、したがって、要素を備える表示デバイスの寿命を増加させてもよい。
【００６６】
上述した例の複数の例において、第１の層は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、二酸化チタン、または二酸化ジルコニウムのうちの１つまたは複数を含んでもよい。付加的にまたは代替的に、第２の層は、ポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニルアルコール）、二酸化チタン粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、シアノエチルプルラン、二酸化チタン粒子を含むシアノエチルプルラン、二酸化ジルコニウム粒子を含むシアノエチルプルラン、ポリイミド、二酸化チタン粒子を含むポリイミド、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミド、またはオルガノシリコンベース材料のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００６７】
例は、同様に、図５に示すように、エレクトロウェッティング素子の支持板の少なくとも一部を製造する方法に関する。完全な支持板を製造するための図５に示さない更なるステップが、含まれてもよい。図５の例示的な方法は、図１の第１の支持板５等の支持板を製造するために使用されてもよい。
【００６８】
図５の例示的な方法は、支持板内の電極に対して下にある層である電極前駆体層を基板上に塗布する、例えば堆積することを含む。電極前駆体層は、当業者によって理解されるように、温度、圧力、及び電力が適切に制御される、例えば、化学または物理気相堆積（ＣＶＤまたはＰＶＤ）、例えば、スパッタ堆積または電子ビーム蒸着を使用して、塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。更なる層が、同様に、塗布され、例えば、堆積され、また、パターニングされて、表示素子を制御するための回路要素を形成してもよい。電極前駆体層は、当業者が理解するように、適切なパターニング技法を使用して例えばＩＴＯの電極を形成するためにパターニングされる。こうしたパターニング技法の例は、パターニング後に残るよう、電極前駆体層のエリアをフォトレジスト材料でマスキングすること、少なくとも１つの電極が形成されるエリア内でフォトレジストを硬化させるためフォトリソグラフィ技法を使用すること、未硬化フォトレジストを除去すること、及び、その後、フォトレジストによって覆われていない塗布済み／堆積済み金属を、例えば酸性エッチング溶液でエッチングすることを含む。
【００６９】
図５による例において、材料は、電極上に塗布されて、例えば、堆積されて、図３及び４を参照して先に参照した第２の層等の層を形成する。例示的な方法において、下にある層に塗布される材料は、下にある層上に直接塗布され、したがって、下にある層と接触状態であってもよい。他の例において、材料は、材料と下にある層との間に更なる層を持った状態で、下にある層上に直接塗布されてもよい。
【００７０】
電極上に材料を塗布することによって形成される層は、幾つかの例において、ポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニルアルコール）、二酸化チタン粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、シアノエチルプルラン、二酸化チタン粒子を含むシアノエチルプルラン、二酸化ジルコニウム粒子を含むシアノエチルプルラン、ポリイミド、二酸化チタン粒子を含むポリイミド、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミド、またはオルガノシリコンベース材料等の少なくとも１つの有機材料を含んでもよい。複数の例において、材料は、液体として、換言すれば、スロットダイコーティングプロセス、スピンコーティングプロセス、またはフレクソプリンティングプロセスの１つまたは複数等のウェットプロセスを使用して電極上に塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。ウェットプロセスは、ドライプロセスと比較してほとんどまたは全くピンホールを形成しないことを促進してもよい。スロットダイコーティングは、液体を、スロットを通して下にある層上に塗布することを含み、液体は、例えば、ローラによってスロットの下を通過してもよい。スピンコーティングにおいて、液体材料は、下にある層の中心においてまたはその近くで塗布され、例えば、堆積され、下にある層は、その後、回転して、遠心力によって、液体材料を下にある層にわたって拡散させる。フレクソプリンティングにおいて、液体材料の層は、所望のパターンでローラまたは板に転写される。当技術分野で「ドクターブレード」として知られるスクレーパは、ローラから過剰の液体材料を除去する。その後、基板は、ローラまたは板と圧胴との間に挟まれて、液体材料を下にある層に転写する。液体材料は、その後、乾燥されてもよい。
【００７１】
ウェットプロセスの一部として電極上に材料を塗布することは、ドライプロセス（換言すれば、材料が蒸気または固体として塗布される、例えば、堆積される）を使用することより簡単である場合があり、また、例えば、材料がドライプロセスより薄い層として及び／または少数のピンホールを持つ状態で塗布される、例えば、堆積されることを可能にしてもよい。一例において、第１の層は、プラズマ励起式化学気相堆積を使用して、例えば、アルゴン、アンモニア（ＮＨ３）、及びシランから形成され（ＳｉＨ４）、第２の層は、スロットダイコーティングを使用して形成される。
【００７２】
他の例において、ドライプロセス、例えば、イニシエーテッド化学気相堆積プロセス等の真空技法が使用されて、電極上に材料を堆積し、それにより、上述した第２の層等の層を形成してもよい。真空技法が使用されるとき、モノマー及び開始剤は、例えば、最初に気化され、その後、堆積チャンバ内に注入され、そこで、材料が基板上に堆積される。
【００７３】
図５の例示的な製造方法は、電極上の層より多いピンホールを備える層を形成するため、層上に材料を塗布することを更に含む。この層は、例えば、本明細書で参照される第１の層である。電極上の層より多いピンホールを備える層は、複数の例において、シリコン酸化物、シリコン窒化物、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、二酸化チタン、または二酸化ジルコニウム等の少なくとも１つの無機材料を含んでもよい。例えば、材料が、液体形態以外の形態で、例えば蒸気、固体、または固体粒子として層上に塗布される、例えば、堆積されるドライプロセスが使用されてもよい。こうしたドライプロセスは、化学気相堆積プロセス、プラズマ励起式化学気相堆積プロセス、または原子層堆積プロセスの１つまたは複数を含んでもよい。化学気相堆積において、基板は、蒸気の形態の１つまたは複数の揮発性前駆体に暴露されてもよく、その揮発性前駆体は、基板上で反応及び／または分解して、基板上に材料を堆積させてもよい。プラズマ励起式化学気相堆積は、化学気相堆積と同様であるが、例えば、２つの電極間の空間を蒸気の形態の１つまたは複数の前駆体で充填し、その後、２つの電極間で交流放電または直流放電を使用する無線周波数を適用することによって、１つまたは複数の前駆体のプラズマを形成することを含む。原子層堆積プロセスにおいて、前駆体は、材料の表面と順次に反応し、それにより、例えば密な層である層を堆積させる。
【００７４】
幾つかの例において、第１の層を形成するためプラズマ励起式化学気相堆積を、また、第２の層を形成するためイニシエーテッド化学気相堆積を使用して、第１の層及び第２の層は共に、複数の例において、真空において堆積され得る。これら２つの堆積法の組合せは、第１の層及び第２の層が共に、同じシステムを使用して堆積され、例えば、真空とスロットダイコータとの間の輸送中の表面汚染を回避し得ることを意味する。
【００７５】
複数の例において、１つまたは複数の更なる層、例えば、図４を参照して上述した第３の層５４を形成するための材料は、電極上に、または、複数のピンホールを備える層上に塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。例えば、材料は、層と、より多くのピンホールを備える層との間で交互配置する複数の層を形成するために塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。
【００７６】
図５の方法は、複数のピンホールを備える層上に疎水性材料を含む層を塗布することを含む。疎水性材料を含む層は、当業者が認識するように、例えばスロットダイコーティングまたはスピンコーティングプロセスを使用して、塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。他の例において、複数のピンホールを備える層の外側表面は、例えば、第１の流体についての濡れ性を減少させるため、例えば、コーティングの外側表面の特性を変更するために処理されてもよい。この処理は、例えば、無線周波数イニシエーテッドプラズマを使用する反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であってよく、ＲＩＥは、当業者がそれを既によく知っており、また、選択的に適用されて、他の部分に比べて第１の流体について低い濡れ性を有する第１の支持板の表面の部分を形成し得る（しかし、他の例において、異なる濡れ性特性を有する表面を形成するため、異なる濡れ性特性を有する異なる材料が、更にまたは代わりに、塗布されてもよい）。他の例において、層の外側表面を処理することが必要でない場合がある。
【００７７】
上述したステップに続いて、壁材料は、疎水性層または複数のピンホールを備える層上に、直接的にまたは間接的に、塗布されてもよい、例えば、堆積されてもよい。壁材料は、その後、第２の支持板の表示エリアに第１の流体を閉じ込めるための少なくとも１つの壁を形成するためにパターニングされてもよい。壁材料は、ＳＵ８であってもよく、したがって、パターニングは、当業者が容易に理解するように、適切なフォトレジスト技法を使用して実施されてもよい。
【００７８】
図６は、エレクトロウェッティング表示素子２を備える上述したエレクトロウェッティング表示デバイス１等のエレクトロウェッティング表示デバイスを備える例示的な装置６４についての例示的なシステムのシステム図を概略的に示す。装置は、例えば、いわゆる「電子書籍リーダ」、タブレットコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、モバイル電気通信デバイス、ウォッチ、または衛星ナビゲーションデバイス等の電子リーダデバイス等の可搬型すなわちモバイル型デバイスである；装置は、代替的に、表示スクリーンを必要とする任意の機械またはデバイス、例えば、民生用機器内に設置するための表示スクリーンであってもよい。
【００７９】
システム図は、装置６４の基本ハードウェアアーキテクチャの例を示す。装置は、例えば、表示デバイス制御サブシステム６８、通信サブシステム７０、ユーザ入力サブシステム７２、電力サブシステム７４、及びシステムストレージ７６に接続され、したがって、それらとデータ通信状態にある少なくとも１つのプロセッサ６６を含む。表示デバイス制御サブシステムは、表示デバイス１に接続され、したがって、それらとデータ通信状態にある。少なくとも１つのプロセッサ６６は、例えば、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または、本明細書で述べる機能を実施するように設計されたその任意の組合せである。プロセッサは、同様に、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のこうした構成として実装されてもよい。プロセッサは、１つまたは複数のバスを介して結合されて、１つまたは複数のメモリ、例えば、システムストレージ７６のメモリから情報を読出し、そこに情報を書込んでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、付加的にまたは代替的に、プロセッサレジスタ等のメモリを含んでもよい。
【００８０】
例えば、表示デバイス制御サブシステム６８は、エレクトロウェッティング表示素子の任意の素子に電圧を印加して、異なるこうした表示素子をアドレス指定するときに使用するため、エレクトロウェッティング表示素子ドライバコンポーネントを含む。複数の例において、エレクトロウェッティング表示素子は、アクティブマトリクス構成に従って構成され、表示デバイス制御サブシステムは、エレクトロウェッティング表示素子を制御する回路要素によって、表示素子１の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を制御するように構成される。回路要素は、上述したような信号及び制御線を含んでもよい。
【００８１】
例えば、通信サブシステム７０は、装置が、データネットワーク、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、電気通信ネットワーク、有線ネットワーク、無線ネットワーク、または何らかの他のタイプのネットワーク等のコンピュータネットワークを介して、例えば、コンピューティングデバイスと通信するために構成される。通信サブシステム７０は、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続、ブルートゥースまたは赤外線接続、あるいは、装置を、上述したものの任意のもの等のデータネットワークに接続するためのデータネットワークインタフェース等の、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを更に備えてもよい。後で述べるコンテンツデータは、通信サブシステムを介して装置に転送されてもよい。
【００８２】
ユーザ入力サブシステム７２は、例えば、装置のユーザからの入力を受信するための入力デバイスを含んでもよい。例示的な入力デバイスは、キーボード、ローラボール、ボタン、キー、スイッチ、指示デバイス、マウス、ジョイスティック、リモートコントロール、赤外線検出器、音声認識システム、バーコードリーダ、スキャナ、ビデオカメラ（例えば、手のジェスチャまたは顔のジェスチャを検出するため、ビデオ処理ソフトウェアにおそらくは接続される）、モーション検出器、マイクロフォン（例えば、音声コマンドを検出するため、オーディオ処理ソフトウェアにおそらくは接続される）、または、ユーザからデバイスに情報を送信することが可能な他のデバイスを含むが、それに限定されない。入力デバイスは、同様に、表示デバイスに連結したタッチスクリーンの形態をとってもよく、その場合、ユーザは、タッチによって、表示デバイス上のプロンプトに応答する。ユーザは、キーボードまたはタッチスクリーン等の入力デバイスを通してテキスト情報を入力してもよい。
【００８３】
装置は、同様に、例えば、装置のユーザに出力を提供するための出力デバイスを含むユーザ出力サブシステム（示さず）を含んでもよい。例は、印刷デバイス、例えば、１つまたは複数のスピーカ、ヘッドフォン、イヤフォン、アラームを含むオーディオ出力デバイス、または触覚出力デバイスを含むが、それに限定されない。出力デバイスは、イヤフォン等の、述べた他の出力デバイスの１つの出力デバイスに接続するためのコネクタポートであってもよい。
【００８４】
例えば、電力サブシステム７４は、装置によって消費される電力を伝達し制御するときに使用するための電力回路要素８０を含む。電力は、商用電源供給部によって、または、電力回路要素を介して電池７８から提供されてもよい。電力回路要素は、商用電源供給部から電池を充電するために更に使用されてもよい。
【００８５】
システムストレージ７６は、少なくとも１つのメモリ、例えば、揮発性メモリ８２及び不揮発性メモリ８４の少なくとも１つを含み、また、非一時的コンピュータ可読媒体を備えてもよい。揮発性メモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよい。不揮発性（ＮＶ）メモリは、例えば、フラッシュメモリ等の固体ドライブ（ＳＳＤ）または読出し専用メモリ（ＲＯＭ）であってもよい。更なるストレージ技術、例えば、磁気、光、テープ媒体、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ、または他のデータ記憶媒体が使用されてもよい。揮発性及び／または不揮発性メモリは取外し可能であってもよいまたは取外し不能であってもよい。
【００８６】
メモリのうちの任意のメモリは、装置、例えば、装置のコンポーネントまたはサブシステムを制御するためのデータを記憶してもよい。こうしたデータは、例えば、コンピュータ可読命令及び／またはコンピュータ実行可能命令、すなわち、コンピュータプログラム命令の形態であってもよい。したがって、少なくとも１つのメモリ及びコンピュータプログラム命令は、少なくとも１つのプロセッサによって、エレクトロウェッティング表示デバイスによって提供される表示効果を制御するように構成されてもよい。
【００８７】
図６の例において、揮発性メモリ８２は、例えば、表示デバイス１によって提供される表示効果を示す表示デバイスデータ８６を記憶する。プロセッサ６６は、表示デバイスデータに基づいて、表示デバイス制御サブシステム６８にデータを送信してもよく、表示デバイス制御サブシステム６８は、次に、表示デバイスから表示効果を提供するため、表示素子に電圧を印加するための信号を表示デバイスに出力する。不揮発性メモリ８４は、例えば、プログラムデータ８８及び／またはコンテンツデータ９０を記憶する。プログラムデータは、例えば、装置がアプリケーションまたはプログラムモジュールを実行するため、装置あるいは装置のコンポーネントまたはサブシステムが或る機能またはタスクを実施するため、及び／または、装置のコンポーネントまたはサブシステムを制御するため、例えば、コンピュータソフトウェアの形態でコンピュータ実行可能命令を表すデータである。例えば、アプリケーションまたはプログラムモジュールデータは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。コンテンツデータは、例えば、ユーザ用のコンテンツを表すデータである；こうしたコンテンツは、任意の形態のメディア、例えば、テキスト、少なくとも１つの画像またはその一部、少なくとも１つのビデオまたはその一部、少なくとも１つの音または音楽あるいはその一部を表してもよい。画像またはその一部を表すデータは、例えば、エレクトロウェッティング表示デバイスの少なくとも１つのエレクトロウェッティング素子によって提供される表示効果を表す。コンテンツデータは、コンテンツのライブラリ、例えば、書籍、定期刊行物、新聞、映画、ビデオ、音楽、またはポッドキャストの任意のもののライブラリを表すデータを含んでもよく、ライブラリのそれぞれは、例えば、１冊の書籍または１本の映画を表すデータの集合体によって表されてもよい。こうしたデータの集合体は、１つのタイプのコンテンツデータを含んでもよいが、代わりに、異なるタイプのコンテンツデータの混合物を含んでもよく、例えば、映画は、少なくとも画像データ及び音データを含むデータによって表されてもよい。
【００８８】
更なる例は、以下の番号付けされた条項に従って想定される。
【００８９】
任意の１つの例に関連して述べられる任意の特徴が、単独で、または、述べられる他の特徴と組合せて使用されてもよく、また同様に、例のうちの任意の他の例あるいは例のうちの任意の他の例の任意の組合せの１つまたは複数の特徴と組合せて使用されてもよいことが理解される。更に、上述されていない等価物及び修正物は、同様に、添付特許請求の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。
【００９０】
条項
１．エレクトロウェッティング素子であって、
第１の流体と、
前記第１の流体と混和できない第２の流体と、
支持板とを備え、前記支持板は、
前記第１及び第２の流体の構成を制御するため、電圧を印加するときに使用するための電極、及び、
前記電極と前記第１または第２の流体の少なくとも一方との間の複数の層を含み、前記複数の層は、
第１の複数のピンホールを備える第１の層、及び、
前記第１の層より少ないピンホールを備える第２の層を含み、
前記第１の層は、前記第２の層と前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方との間で前記第２の層上に配設される、前記エレクトロウェッティング素子。
【００９１】
２．前記第１の層は、前記第１の層を通して前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の少なくとも１つの成分を透過するための第１の透過率を有する材料を含み、
前記第２の層は、前記第２の層を通して前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の前記少なくとも１つの成分を透過するための第２の透過率を有する材料を含み、
前記第１の透過率は前記第２の透過率より低い、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９２】
３．前記第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方に最も近い第１の端と、
前記第２の層に最も近い第２端と、
前記第１の端から前記第２端まで延在するピンホール通路とを備える、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９３】
４．前記ピンホール通路は、
前記第１の層の厚さに実質的に等しい、または、
前記第１の層の厚さに比べて、前記第１の層の厚さの２０％、３０％、４０％、５０％未満、約５０％、または５０％のうちの少なくとも１つだけ大きい
の一方または両方である長さを有する、条項３に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９４】
５．前記第２の層は、
前記第１の層に接触する第１の表面と、
前記電極に最も近い第２の表面と、
それぞれが前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する複数のマイグレーション通路とを有する、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９５】
６．前記複数のマイグレーション通路の少なくとも１つは、前記第２の層の厚さの少なくとも２倍である長さを有する、条項５に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９６】
７．前記複数のマイグレーション通路の少なくとも１つは、前記第２の層を通って横方向に延在し、それにより、
前記複数のマイグレーション通路の前記少なくとも１つは、前記第２の層の厚さの少なくとも２倍である距離だけ、前記第２の層を通って横方向に延在する、または、
前記複数のマイグレーション通路の前記少なくとも１つは、隣接するエレクトロウェッティング素子の第２の層内に横方向に延在する
の一方または両方である、条項５に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９７】
８．前記第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方に最も近い第１の端と、
前記第２の層に最も近い第２端と、
前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方の少なくとも１つの成分が前記第１の層を通過するため、前記第１の端から前記第２端まで延在するピンホール通路とを備え、
前記複数のマイグレーション通路の１つのマイグレーション通路は、
前記第１の層に最も近い第１の端と、
前記電極に最も近い第２端とを備え、
前記マイグレーション通路の前記第１の端は、前記第１の複数のピンホールの前記少なくとも１つのピンホールの前記第２端から横方向にオフセットする、条項５に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９８】
９．前記第１の層の単位体積は、第１の複数のボイドであって、第１の総ボイド体積を共に占める、前記第１の複数のボイドを有し、
前記第２の層の単位体積は、第２の複数のボイドであって、第２の総ボイド体積を共に占める、前記第２の複数のボイドを有し、
前記第１の総ボイド体積は前記第２の総ボイド体積より小さい、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【００９９】
１０．前記複数の層は、第２の複数のピンホールを備える第３の層を含み、前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間で、前記第３の層上に配設される、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１００】
１１．前記第１の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールは、前記第２の複数のピンホールの少なくとも１つのピンホールから横方向にオフセットする、条項１０に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０１】
１２．前記第１の複数のピンホールの２つの近傍のピンホール、または、
前記第２の複数のピンホールの２つの近傍のピンホール
の一方または両方の間の横方向距離は、前記第２の層の厚さより大きい、条項１０に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０２】
１３．前記第１の層は、実質的に３．５以上の誘電率である第１の誘電率を有する材料を含み、
前記第２の層は、実質的に３．５以上の誘電率である第２の誘電率を有する材料を含む、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０３】
１４．前記第２の層は、
３．５より小さい誘電率を有する材料、及び、
実質的に３．５以上の誘電率である誘電率を有する材料を含む、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０４】
１５．前記第１の層は少なくとも１つの無機材料を含み、前記第２の層は少なくとも１つの有機材料を含む、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０５】
１６．前記第２の層は、ポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化チタン粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニルアルコール）、二酸化チタン粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリ（ビニルアルコール）、シアノエチルプルラン、二酸化チタン粒子を含むシアノエチルプルラン、二酸化ジルコニウム粒子を含むシアノエチルプルラン、ポリイミド、二酸化チタン粒子を含むポリイミド、二酸化ジルコニウム粒子を含むポリイミド、またはオルガノシリコンベース材料のうちの１つまたは複数を含む、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０６】
１７．前記第１の層は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、二酸化チタン、または二酸化ジルコニウムのうちの１つまたは複数を含む、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０７】
１８．前記支持板は疎水性層を含み、前記第１の流体は、前記疎水性層の表面に隣接する、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０８】
１９．前記第２の層は、ピンホールが実質的にない、条項１に記載のエレクトロウェッティング素子。
【０１０９】
２０．表示デバイスであって、
エレクトロウェッティング素子であって、
第１の流体と、
前記第１の流体と混和できない第２の流体と、
支持板とを備え、前記支持板は、
前記第１及び第２の流体の構成を制御するため、電圧を印加するときに使用するための電極、及び、
前記電極と前記第１または第２の流体の少なくとも一方との間の複数の層を含み、前記複数の層は、
第１の複数のピンホールを備える第１の層、及び、
前記第１の層より少ないピンホールを備える第２の層を含み、
前記第１の層は、前記第２の層と前記第１または第２の流体の前記少なくとも一方との間で前記第２の層上に配設される、前記エレクトロウェッティング素子と、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータプログラム命令を含む少なくとも１つのメモリとを備え、前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって、前記第１及び第２の流体の構成を制御するためのエレクトロウェッティング表示デバイスを制御するように構成される、前記表示デバイス。
【０１１０】
２１．エレクトロウェッティング素子の支持板を製造する方法であって、
基板上に電極前駆体層を塗布すること、
電極を形成するため、前記電極前駆体層をパターニングすること、
層を形成するため、前記電極上に材料を塗布すること、及び、
前記層上に材料を塗布することであって、それにより、前記電極上の前記層より多くのピンホールを備える層を形成する、塗布することを含む、前記方法。
【０１１１】
２２．前記電極上に前記材料を前記塗布することは、前記材料を液体として前記電極上に塗布することを含む、条項２１に記載の方法。
【０１１２】
２３．前記層上に前記材料を前記塗布することは、前記材料を蒸気として前記層上に塗布することを含む、条項２１に記載の方法。
【０１１３】
２４．前記電極上に前記材料を前記塗布することは、
スロットダイコーティングプロセス、
スピンコーティングプロセス、
フレクソプリンティングプロセス、または、
イニシエーテッド化学気相堆積プロセス
のうちの１つまたは複数を含み、
前記層上に前記材料を前記塗布することは、
化学気相堆積プロセス、または、
プラズマ励起式化学気相堆積プロセス
のうちの一方または両方を含む、条項２１に記載の方法。
【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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【国際調査報告】
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