JP2006113436A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂基板を用いた電気泳動方式の表示装置は、駆動用ＩＣを搭載したＣＯＦ基板との接続が必用であり、この樹脂基板の接続ピッチを細かくすることができず、高密度表示が難しいという問題点がある。
【解決手段】 第２の基板５はフレキシブルな樹脂基板であり、第２の基板５には画像表示層を駆動するための駆動用ＩＣ１１を搭載し、さらに第２の基板５には、画素電極４と駆動用ＩＣ１１とを接続する配線電極（背面電極）６と、駆動用ＩＣ１１と外部回路とを接続するコネクタ端子１７とを備え、これらの電極は第２の基板５に形成された金属膜であることを特徴とする。これにより駆動用ＩＣとの接続ピッチを細かくすることが可能となり、高密度画素表示が可能で、軽く、フレキシブルな電気泳動方式の表示装置を得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は電気泳動により帯電した微粒子が移動することにより動作する表示装置の構成に関する。

最近、液晶表示装置に代わる表示装置として、帯電した微粒子を電場によって動作する電気泳動方式を用いた表示装置が開発されている。この表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板間に、電圧の印加により移動する微粒子を封入している構造を有する。

この電圧により移動する微粒子は、マイクロカプセルに封入されている場合や、マイクロカプセルには封入されていない場合があり、マイクロカプセルに封入されている表示装置は、例えば、特許文献１に記載されている。この表示装置は、メモリー性があり、また、明るい反射表示が得られ注目されている。

特許文献１に開示された従来の表示装置を図面を用いて説明する。図７は、マイクロカプセルを用いた従来の表示装置の断面図である。透明電極２を設けた透明材料からなる第１の基板１と、マイクロカプセルからなる画像表示層３、画素電極４を設けた第２の基板５とから構成されている。そして、画像表示層３が外部環境により汚濁されやすく、微粒子の移動特性が影響を受け、表示特性が劣化しやすいので、酸化珪素や酸化マグネシウム等のバリア層２５を形成し、接着層２６により第１の基板１と第２の基板５を貼り合わせてある。

第１の基板１として、ガス及び水蒸気のバリア性の高い材料を用いることが望ましく、さらに第１の基板の表面及び／又は裏面にもバリア層を形成することが好ましい。

一方、電気泳動方式の表示装置では、第２の基板５として、各画素電極にＴＦＴ等のスイッチング素子を備えたアクティブ駆動用の基板や、単なるストライプ電極を形成したマルチプレックス駆動用の基板、全表示画素に各々接続配線を設けたスタチック駆動用の基板を用いることが可能である。なお、画像表示層３で反射して白表示を行うため、第２の基板５は透明である必要はない。

アクティブ駆動用の第２の基板としては、ガラスを用いることが多く、スタチック駆動用の第２の基板としては、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリイミド等の樹脂フィルムを用いることが多い。電気泳動方式の表示装置は、耐衝撃性に強い特徴があり、第１の基板と第２の基板の両基板に可撓性を有するものを採用し、両基板を湾曲させても表示を行うことができる。よって、第２の基板を樹脂フィルムとすることで、表示装置の応用範囲を広げることが可能である。

また、特許文献２には、ガスや水蒸気から画像表示層を保護するために、第１の基板の外側に表面保護層を形成したり、第２の基板の外側にプラスチック等の可塑性を有する基材を積層した表示装置の例が記載されている。

これら従来の電気泳動方式の表示装置の駆動用ＩＣの接続方法について説明する。図８は、樹脂基板を第２の基板に用いた従来の表示装置の断面図である。図８に示すように、透明電極２を備えた透明な材料からなる第１の基板１と、カーボンインクからなる画素電極４を備えた第２の基板５と、マイクロカプセルからなる画像表示層３から構成されており、第２の基板５には配線電極２７を設けてあり、配線電極２７と画素電極４の間には、
穴を設けた絶縁層２８を設けて、配線電極と画素電極のショートを防いでいる。第２の基板５には、カーボンインクで形成した接続電極２９を形成し、配線電極２７によって、接続電極２９と画素電極４とをそれぞれ接続している。

さらに、ガスや水蒸気による表示特性の劣化を防ぐために、裏面保護フィルム８と表面保護フィルム９で、画素電極４の設けてある領域である表示部を保護している。

金属で形成した突起電極１２を形成してある駆動用ＩＣ１１は、金属薄膜からなる出力電極１３と入力電極１４を形成した樹脂基板からなるＣＯＦ基板３１と、異方導電性フィルムや金属熱圧着で接続してある。ＣＯＦ基板３１には、外部回路と接続するためのコネクタ端子１７と、第２の基板に設けた接続電極２９と接続するための接続端子３０を設けてあり、接続端子３０と接続電極２９とは、ハンダや異方導電性フィルムを用いて接続する。

特開２００３−２７０６７３ 特開２００４−１４４６４０

上記のような技術を用いたことで、第２の基板として樹脂基板を用い、特に、スタチック駆動を採用する場合には、駆動用ＩＣとの接続方法を考慮することが必要である。樹脂基板への電極形成可能なピッチは、使用する樹脂の種類、樹脂フィルムの厚さ、使用する電極材料、製造工程等の影響を受ける。従来のカーボン電極を用いた樹脂基板では、配線電極のピッチが３００μｍ以上が必用であり、高密度表示が難しかった。

そこで、第２の基板としてガラエポ基板を採用し、画素電極として金属配線を用いれば、配線電極のピッチを２００μｍ程度まで小さくすることが可能となる。しかし、高密度表示の場合は、接続電極２９が長くなり、小型化できない問題点が発生する。つまり、画素数が多くなると、配線電極の本数も多くなり、配線電極と接続電極との電気的接続位置を配線電極の本数分確保するには、その接続領域を広く取ることが必要となり、そのため接続電極が長くなってしまうのである。例えば、画素数を４８０として、配線電極のピッチが２００μｍの場合、４８０本分の接続領域を確保するためには、接続電極の長さは９６ｍｍ必要となってしまう。

また、駆動用ＩＣを搭載したＣＯＦ基板と第２の基板との両方を樹脂基板とした場合には、基板製造工程および接着工程でのピッチ変動が大きく、ＣＯＦ基板と第２の基板の接続が難しいという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電気泳動方式の表示装置において、第２の基板として樹脂フィルムを用いて軽く、フレキシブルでありながら、小型で、スタチック駆動でも高密度表示が可能である表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の第１の手段は、透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第２の基板はフレキシブルな樹脂基板であり、該第２の基板には、前記画像表示層を駆動するための駆動用ＩＣを搭載し、さらに前記第２の基板に
は、前記画素電極と前記駆動用ＩＣとを接続する配線電極を備え、前記配線電極は前記第２の基板に形成された金属膜であることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の第２の手段は、本発明の第１の手段において、前記第２の基板には、前記駆動用ＩＣと接続するための出力電極と入力電極と、入力電極を外部回路と接続するコネクタ端子を備えていることを特徴としている。

上記課題を解決するために本発明の第３の手段は、本発明の第１の手段において、前記配線電極は、第２の基板における画素電極を備えた面と反対側の面に配置された背面電極であることを特徴とする。さらに、前記画素電極と前記背面電極のうち、どちらか一方の電極は第２の基板に設けられた開口部を埋めるように配置され、前記画素電極と前記背面電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の第４の手段は、本発明の第１の手段において、前記樹脂基板は、ポリイミド、又は液晶ポリマーのＦＰＣ基板であることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の他の手段は、本発明の第１の手段において、前記画素電極と前記配線電極と前記出力電極と前記入力電極と前記コネクタ端子とは、銅箔、又は金やニッケルを前記樹脂基板にメッキ処理して形成された金属膜であることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の他の手段は、本発明の第１の手段において、前記画像表示層として、透明分散媒中に少なくとも２種類の色の異なる帯電粒子を分散させ封入したマイクロカプセルであること特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の他の手段は、本発明の第１の手段において、前記画像表示層として、着色分散媒中に少なくとも１種類の帯電粒子を分散させ封入したマイクロカプセルであること特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の他の手段は、本発明の第１の手段において、前記画像表示層として、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、該隔壁内に着色分散媒と、少なくとも１種類の帯電粒子を封入してあること特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の他の手段は、本発明の第１の手段において、前記画像表示層として、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、分散媒は用いず、少なくとも２種類の色の異なる帯電粒子を前記隔壁間に封入してあること特徴とする。

高密度表示を行うためには、前述したように、ポリイミドや液晶ポリマーのような、寸法精度安定性の良好な樹脂フィルムを用い、高密度配線が可能である金属薄膜を電極に用いた、いわゆるＦＰＣ基板を第２の基板として採用するため、樹脂フィルムと金属薄膜の密着性にすぐれ、表示装置を湾曲させても断線しにくい高品質の表示を実現できる。また金属薄膜を各電極に用いているため、高密度の表示が可能で、かつ配線電極のピッチが小さくても可能な、高密度配線が実現できる。

また、本発明では、第２の基板に表示部と駆動ＩＣの両方を備えることで、高密度表示を得ることが可能となっている。つまり、駆動用ＩＣの材質はシリコン基板であり、駆動用ＩＣに設けられた接続電極である突起電極のピッチは、製造工程中や接続工程でも安定しており、駆動用ＩＣと第２の基板の接続は、ＣＯＦ基板を第２の基板へ接続するより容
易である。

さらに、従来の表示装置は、駆動用ＩＣをＣＯＦ基板に接続する工程と、ＣＯＦ基板を第２の基板に接続する２工程が必用であったが、本発明の表示装置では、駆動用ＩＣを直接第２の基板上に搭載することが可能であり、ＣＯＦ基板と第２の基板の接続工程が不要となり、生産コストの削減と、接続信頼性の向上がはかれる。また、第２の基板とＣＯＦ基板とを接続する接続領域を確保する必要がなく、表示装置の小型化が可能となる。

さらに、本発明の表示装置は、第２の基板として、画素電極側の配線ピッチが細かく、かつ、第２の基板の画素電極と反対の面に設けた背面電極の配線ピッチも細かくすることが可能である両面ＦＰＣ基板を用いれば、より高密度な表示とコンパクトな表示装置を実現でき、さらに、外部回路へのコネクタ端子も同一基板に形成できる。また、画素電極と背面電極のうち、どちらか一方の電極は第２の基板に設けられた開口部を埋めるように配置され、前記画素電極と前記背面電極とが電気的に接続されているブラインドビア接続を用いたＦＰＣ基板を第２の基板として用いれば、配線ピッチ５０μｍ以下の高密度画素と高密度のＩＣ実装配線を両立でき、その結果、表示部用の画素電極と駆動用ＩＣの接続用電極を同一基板上に形成できる。

このように、ＣＯＦ基板との接続端子が不要であるので、小型化が可能で、かつ、配線ピッチが５０μｍ以下の微細ピッチで数百本の多ピン出力の駆動用ＩＣを直接接続することで、高密度表示が可能であり、さらに樹脂基板を用いたことで軽く、フレキシブルで湾曲させても表示可能な電気泳動方式の表示装置を提供できる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良な電気泳動方式の表示装置の構成と作用を説明する。図１は、本発明の表示装置の構成を示す断面図であり、図２は本発明の表示装置の第２の基板を第１の基板側から見た平面図である。図５は、画像表示層に用いたマイクロカプセルの一例であり、図６は、動作原理を説明するための模式図である。

本発明の表示装置は、図１に示すように、透明電極２を備えた透明な材料からなる第１の基板１と、金属薄膜からなる画素電極４を備えた第２の基板５と、マイクロカプセルからなる画像表示層３から構成されており、第２の基板５の裏面には配線電極である背面電極６を設けてあり、背面電極６は第２の基板における開口部（画素部ビア）１５の底を埋めるように配置され、画素電極４と背面電極６とは、第２の基板における開口部（画素部ビア）１５で接続されている。

さらに、背面電極６を保護するために、背面電極保護層７を形成し、さらに、裏面保護フィルム８と表面保護フィルム９で、表示部全体を保護している。

画素電極４は、開口部（画素部ビア）１５により背面電極６と接続し、再度、ＩＣ部ビア１６により出力電極１３に接続してある。図２に示すように、画素電極４は長方形又は正方形で、それぞれ独立しており、全ての画素電極４は、出力電極１３と背面電極６（図示せず）により、接続されている。駆動用ＩＣ１１は、金属で形成した突起電極１２を用いて、出力電極１３と入力電極１４に接続してある。

第１の基板１は、透明で、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、透明電極２としては、厚さ５０ｎｍのＩＴＯを用いた。第２の基板５は、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを用い、厚さ１０μｍの銅箔を画素電極４と背面電極６に用いた。画素電極４と背面電極６には、厚さ０．５μｍの金メッキを施してある。

画像表示層３は、図５に示すように、マイクロカプセル２０からなり、メタクリル酸樹脂やアラビアゴム等をカプセル殻２１とし、内部には酸化チタンからなる白の粒子２３とカーボンブラックからなる黒の粒子２４が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒２２に分散されて封入されている。カプセル殻２１は直径３０〜５０μｍであり、分散している粒子径は、どちらも３〜４μｍである。

白の粒子２３は正電荷を帯びており、黒の粒子２４は負電荷を帯びている。そのため、図６に示すように、画素電極４と透明電極２に電圧を印加し、画素電極４が負極、透明電極２が正極になった場合、負に帯電した黒の粒子２４が透明電極側に引かれるので、透明電極側から観察すると、その部分が黒く表示される。

逆に、画素電極４が正極、透明電極２が負極の場合、正に帯電した白の粒子２３が透明電極側に引かれるので、その部分が白く表示される。また、画素電極４と透明電極２への印加電圧を調整することで、中間調表示も可能である。

そして、各粒子は粘性の高い分散媒２２に分散されており、一度、電圧を印加した後は、電圧を切断しても粒子の位置が変化せずに表示が残る、いわゆるメモリーを有しており、初期の表示や書き換え時のみ電圧を印加すればよく、大幅な省電力化をはかることが可能である。

また、白の粒子２３の反射率は、標準白色板に対して４０〜５０％と高く、さらに散乱特性は、視野角依存性が少ないので、紙の様に明るく見やすい、電子ペーパー表示装置を得ることができる。

つぎに、電極に開口部を設けずに、画素電極と背面電極を接続する、いわゆるブラインドビア接続について、図１を用いて説明する。まず、両側に厚さ１０μｍの銅箔が形成されたポリイミドフィルムを用い、背面電極側の銅箔に、フォトエッチング工程を用いて、直径５０〜１００μｍの開口部を形成する。そして炭酸ガスレーザー又はＹＡＧレーザーを、背面電極側から、銅箔の開口部に照射し、第２の基板に穴を形成する。この際、レーザーの出力を、第２の基板の材料であるポリイミドフィルムは溶かすが、画素電極である銅箔は溶かすことができないレベルに調節することで、画素電極４に穴が開かず、ポリイミドフィルムだけに穴を形成することが可能となる。

つぎに、背面電極側だけ電解メッキあるいは無電解メッキにより厚さ５〜１５μｍの銅を形成し、画素電極４の裏面と背面電極６を接続することで、第２の基板における開口部が貫通していないブラインドビア接続が完成する。その後、画素電極側にもフォトエッチング工程を行い、画素電極４を形成し、最後に両面に、金メッキあるいは、ニッケル＋金メッキを行う。画素電極形成と同時に、駆動用ＩＣ１１を接続するため、入力電極１４と出力電極１３、および、外部回路と接続するためのコネクタ端子１７も形成する。

その後、感光性樹脂や熱硬化性樹脂、あるいはポリイミドフィルムを用いて背面電極保護層７を形成する。なお、必要に応じて、同様に、表面のＩＣ部周辺に表面電極保護層を形成してもよい。

つぎに、表示装置の製造方法について説明する。画素電極４と背面電極６及び背面電極保護層７を形成した第２の基板５に、画像表示層３が透明電極２上に塗布された第１の基板１を貼り合わせる。そして、透明でガスや水蒸気の透過しにくい材料を用いて、表面保護フィルム９を貼り合わせて、電気泳動方式の表示装置が完成する。なお、さらに信頼性を向上させるために、裏面保護フィルム８を背面電極保護層７の外側に貼り合わせると、より好ましい。なお、裏面保護フィルム８は透明である必要はないので、樹脂フィルムの
他に、アルミ箔のような金属薄膜を用いることも可能である。

そして、突起電極１２を形成した駆動用ＩＣ１１を第２の基板に、異方性導電シートや金属熱圧接を用いて接続する。

ここで、厚さ５０μｍ以下のポリイミドフィルムに金属配線を用いたＦＰＣ基板を用いることで、配線ピッチはさらに微細化が可能となる。配線ピッチ５０μｍまで可能なＦＰＣ基板であれば、例えば、画素数が４８０の場合、出力電極１３の長さは２４ｍｍと短くすることができる。

このように、微細配線が可能であるＦＰＣ基板を第２の基板として用い、さらに出力本数が多く、狭ピッチの突起電極を備える駆動用ＩＣを、直接ＦＰＣ基板に接続することにより、小型で、かつ、高密度画素表示が可能で、さらに樹脂基板を用いたことで軽く、フレキシブルな電気泳動方式の表示装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１〜図２は本発明の実施例１を示す図である。図１は本実施例における表示装置の構成要素を説明するための断面図で、 図２は本実施例の表示装置の第２の基板を第１の基板側から見た平面図である。以下、図面を用いて、実施例の表示装置の構成を説明する。

本実施例の表示装置は、第２の基板に表示部と駆動用ＩＣとコネクタ端子を備え、さらに、第２の基板の開口部には、配線電極である背面電極が開口部を埋めるように配置されたブラインドビア接続を用いたことと、駆動用ＩＣを画素電極と同じ側に配置したことを特徴とする。図１に示すように、透明電極２を表示領域全面に備えた透明な材料からなる第１の基板１と、金属薄膜からなる画素電極４を備えた第２の基板５と、マイクロカプセルからなる画像表示層３から構成されており、第２の基板５の裏面には、画素電極と同様に金属薄膜からなる背面電極６設けてあり、画素電極４と背面電極６は第２の基板における開口部１５（画素部ビア）で接続されており、さらに出力電極１３も背面電極６とＩＣ部ビア１６で接続されている。図１および図２において、画素電極４は簡略化して９個しか図示していないが、本実施例では、１６０個の画素電極を形成している。

第１の基板１としては、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを用い、透明電極２は、厚さ０．５μｍのＩＴＯをスパッタリング法で形成した。画素電極４と背面電極６は、厚さ１０μｍの銅薄膜を用い、厚さ３μｍのニッケルメッキと厚さ０．５μｍの金メッキ処理を行った。第２の基板５は、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを用いた。さらに、背面電極６を保護するために、厚さ２０μｍの背面電極保護層７を熱硬化型ハンダレジストを用いてスクリーン印刷法で形成した。

画像表示層３は、前述したように、透明な分散媒と、正に帯電した白粒子と、負に帯電した黒粒子が封入されてマイクロカプセルからなる。

画像表示層３が透明電極２上に塗布されている第１の基板１を、パターンニング工程が完了した第２の基板５に圧着し、さらに、裏面保護フィルム８と表面保護フィルム９で、表示部全体を保護している。表面保護フィルム９には、ガスバリア層をコートした厚さ１００μｍのＰＥＴをフィルムを用い、裏面保護フィルム８も、表面保護フィルムと同一材料を用い、どちらも熱硬化性の粘着層を用いて接着した。

なお、図７に示した従来技術と同様に、画像表示層３にガスバリア層２５と接着層２６を設け、この接着層２６を用いて画素電極４と接続することも可能である。

画素電極４と駆動用ＩＣ１１の出力電極１３をそれぞれ接続するスタチック駆動を用いているので、画素電極４は、図２に示したように長方形又は正方形であり、透明電極２は、パターンニングしておらず、第１の基板１の全面にある。また、第２の基板５には、画素電極４と同一面に、出力電極１３と入力電極１４を形成してあり、出力電極１３は、ＩＣ部ビア１６を用いて、背面電極６と接続してある。さらに外部回路と接続するためのコネクタ端子１７も形成してあり、入力電極１４と接続されている。

ここで、第２の基板５は、前述した製造法を用いたブラインドビア接続により、画素電極４には穴を設けず、第２の基板の開口部を埋めるように、背面電極６を設けて第２の基板における開口部（画素部ビア）１５で接続し、同時に、出力電極１３にも穴を設けずに背面電極６とＩＣ部ビア１６で接続してある。第２の基板における画像表示層側からは、第２の基板における開口部（画素部ビア）１５およびＩＣ部ビア１６は基板の裏面側にあるため、見ることはできないが、図２ではそれらを透視した状態で、それぞれの位置を丸印で示してある。

最後に、１６０本の出力を持ち、ピッチ１００μｍで突起電極１２を形成してある駆動用ＩＣ１１を、異方導電性フィルム又は金属熱圧接で入力電極１４と出力電極１３とに接続して、表示装置が完成した。なお、使用するコネクタに合わせ、コネクタ端子１７の反対側の面には、補強板を接着する。あるいは、コネクタ端子１７と外部回路を直接ハンダ等で接続することも可能である。

この表示装置は、画素電極４に貫通したスルーホールが開いていなく、金属薄膜である画素電極４および背面電極６がガスバリア層としてはたらくので、５０゜Ｃ９０％の高温高湿度試験において、２０日間放置しても、良好な特性が得られた。なお、画素電極間に３０〜５０μｍの隙間があり、第２の基板５を透過した水蒸気が進入するが、この部分は非表示部であるので、影響は少ない。

また、このブラインドビア接続を用いた第２の基板を用いたことで、出力電極１３のピッチは５０〜１００μｍと狭くすることが可能となり、そして、寸法安定性の良好なシリコン基板の駆動用ＩＣ１１を直接、第２の基板に接続できたので、単位面積あたりの画素数が多い、高密度表示が可能で、かつ、ＣＯＦ基板との接続電極が不要であるので、小型化ができ、かつ、製造工程もＣＯＦ基板を用いたものより簡略化できる電気泳動方式の表示装置を提供することが可能となった。

また、第２の基板として、厚さ２５μｍと薄く、柔軟性のあるフィルムを用いたことで、ガラス基板を用いたＴＦＴタイプと比較して、薄く、軽く、かつ、湾曲させることも可能な表示装置を実現できた。

このように、透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、電気泳動により動作する画像表示層とを備え、かつ、第２の基板は樹脂基板であり、第２の基板には、駆動用ＩＣと接続するための出力電極と入力電極と、入力電極と外部回路と接続するためのコネクタ端子を備えていることにより、小型で軽く、フレキシブルで、かつ、高密度表示が可能である電気泳動方式の表示装置を得られた。

この表示装置は、マイクロカプセル方式の電気泳動方式の特徴であるメモリー性により消費電力が少なく、かつ、明るく視野角特性が良好な反射表示が得られた。

本実施例では、画像表示層として、黒と白の２種類の粒子を含んだマイクロカプセルを用いたが、着色分散媒中に少なくとも１種類の電気泳動粒子を分散させ封入したマイクロ
カプセルを用いることも可能である。また、本実施例では、白と黒の微粒子を用いたが、ほかの色の粒子を封入したマイクロカプセルを用いることも可能である。例えば、赤粒子と白粒子を用いることで、白表示の中に、赤い文字を表示することが可能である。

本実施例では、画像表示層として、黒と白の２種類の粒子を含んだマクロカプセルを用いたが、着色分散媒中に少なくとも１種類の電気泳動粒子を分散させ封入したマイクロカプセルを用いることも可能である。例えば、青色の染料を分散媒に溶解し、白色の粒子を封入したマイクロカプセルを用いることで、白背景に青文字の表示装置を得ることができた。

本実施例では、第２の基板として、２５μｍのポリイミドフィルム、つまりＦＰＣ基板を用いたが、厚さは９〜５０μｍの材料が使用可能である。また、液晶ポリマーフィルムを用いることも可能である。

本実施例では、画像表示層としてマイクロカプセルを用いたが、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、その隔壁内に着色した分散媒と、少なくとも１種類の帯電した粒子を封入しても、同様な表示装置が得られる。また、画像表示層として、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、分散媒は使用せず、その隔壁内に、正負に帯電した白と黒の微粒子を封入した粉体流動を用いることも可能である。

つぎに、本発明における実施例２の表示装置の構成について説明する。本実施例の表示装置は、背面電極には穴が無く、画素電極が第２の基板における開口部を埋めるように設けたブラインドビア接続を用いていることと、駆動用ＩＣを背面電極と同じ側に配置したことが、実施例１の構成と異なっている。

本実施例における表示装置の構成を、図面を用いて説明する。図３は本実施例における表示装置の構成要素を説明するための断面図で、 図４は実施例におけるの表示装置の第２の基板を第１の基板側から見た平面図である。図３および図４において、画素電極４は簡略化して９個しか図示していないが、本実施例では、４８０個の画素電極を形成している。

本実施例の表示装置は、図３に示すように、透明電極２を備えた透明な材料からなる第１の基板１と、金属薄膜からなる画素電極４を備えた第２の基板５と、マイクロカプセルからなる画像表示層３から構成されており、第２の基板５の裏面には、画素電極４と同様に金属薄膜からなる配線電極である背面電極６が設けてあり、画素電極４と背面電極６は第２の基板における開口部（画素部ビア）１５で接続されている。出力電極１３は、背面電極側に形成してあり、背面電極６と直接、接続されている。

第１の基板１、透明電極２、及び画像表示層３は、実施例１と同一材料を用いた。第２の基板も、画素電極４と背面電極６の接続方式は異なるが、それ以外は、全て同一材料を用いて作成した。

画素電極４は、図４に示した様に長方形又は正方形とした。透明電極２は、パターンニングしておらず、第１の基板１の全面にある。また、第２の基板５には、駆動用ＩＣ１１を接続するため、出力電極１３と入力電極１４と、外部回路と接続するためのコネクタ端子１７を背面電極側に形成してある。

ここで、第２の基板５は、前述したブラインドビア接続の製造法と同様に製造したが、実施例１とは逆に、背面電極６には開口部を設けず、画素電極４に開口部を設けて、第２
の基板の開口部（画素部ビア）１５で接続した。駆動用ＩＣ１１を、背面電極側に配置したので、実施例１で用いたＩＣ部ビアは不要となり、その分の穴空け加工が減り、製造コストを減らすことができる。

なお、画素電極４に、一旦、穴を設けたが、背面電極６と接続するために、画素電極とつながるように銅メッキを行った際に、第２の基板の開口部が銅メッキ膜の画素電極で埋まり、ガスや水蒸気の進入を防ぐことが可能となる。

最後に、出力が４８０本あり、ピッチ５０μｍの突起電極１２を形成してある駆動用ＩＣ１１を、異方導電性フィルム又は金属熱圧接で入力電極１４と出力電極１３とに接続し、表示装置が完成した。但し、実施例１と異なり、駆動用ＩＣは、背面電極側に接続してある。なお、使用するコネクタに合わせ、コネクタ端子１７の反対側の面には、補強板を接着する。あるいは、コネクタ端子１７と外部回路を直接ハンダ等で接続することも可能である。

また、本実施例の第２の基板は、画素電極側に銅メッキを行い、背面電極側には銅メッキ処理を行わなくて済むので、背面電極や出力電極のピッチは、５０〜１００μｍと狭くすることが可能となり、そして、寸法安定性の良好なシリコン基板の駆動用ＩＣを直接、第２の基板に接続できたので、単位面積あたりの画素数が多い、高密度表示が可能で、かつ、ＣＯＦ基板との接続電極が不要であるので、小型化ができ、かつ、製造工程もＣＯＦ基板を用いたものより簡略化できる電気泳動方式表示装置を作成することが可能となった。

この本実施例の表示装置も、第２の基板における開口部（画素部ビア）１５が銅メッキでふさがれているので、金属薄膜である画素電極４および背面電極６がガスバリア層としてはたらき、５０゜Ｃ度９０％の高温高湿度試験において、２０日間放置しても、良好な特性が得られた。なお、画素電極４には、銅メッキ後も、直径４０〜６０μｍで深さ１０μｍ程度の小さな凹みが残っているが、粉体粒子の解像度も５０〜６０μｍ程度であるので、凹みの部分も画素電極と同じ表示色となり、表示上の問題は、全く無かった。

このように、透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、電気泳動により動作する画像表示層とを備え、かつ、第２の基板は樹脂基板であり、第２の基板には、駆動用ＩＣと接続するための出力電極と入力電極と、入力電極と外部回路とのコネクタ端子を備え、さらに駆動用ＩＣを画素電極のある表示領域とは反対側に備えることで、非常に小型で軽く、フレキシブルで、さらに、非常に高密度表示が可能である電気泳動方式の表示装置を得られた。

この表示装置は実施例１の表示装置と同様に、マイクロカプセル方式の電気泳動方式の特徴であるメモリー性により消費電力が少なく、かつ、明るく視野角特性が良好な反射表示が得られた。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、樹脂基板に、表示領域と、駆動用ＩＣと接続するための出力電極と入力電極と、入力電極と外部回路とのコネクタ端子を備えることで、小型で軽く、柔軟性があり、かつ、高密度表示が可能である電気泳動方式の表示装置を提供できる。

本発明の実施例１における表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施例１における第１の基板の平面図である。 本発明の実施例２における表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施例２における第１の基板の平面図である。 本発明の画像表示層に用いられるマイクロカプセルの概略断面図である。 本発明の駆動原理を説明するための断面図である。 従来の電気泳動方式の表示装置の構成を示す断面図である。 従来の電気泳動方式の表示装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の基板
２ 透明電極
３ 画像表示層
４ 画素電極
５ 第２の基板
６ 背面電極
７ 背面電極保護層
８ 裏面保護フィルム
９ 表面保護フィルム
１１ 駆動用ＩＣ
１２ 突起電極
１３ 出力電極
１４ 入力電極
１５ 開口部（画素部ビア）
１６ ＩＣ部ビア
１７ コネクタ端子
２０ マイクロカプセル
２１ カプセル殻
２２ 分散媒
２３ 白の粒子
２４ 黒の粒子
２５ バリア層
２６ 接着層
２７ 配線電極
２８ 絶縁層
２９ 接続電極
３０ 接続端子
３１ ＣＯＦ基板

Claims (10)

1. 透明電極を備える第１の基板と、画素電極を備える第２の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第２の基板はフレキシブルな樹脂基板であり、該第２の基板には、前記画像表示層を駆動するための駆動用ＩＣを搭載し、さらに前記第２の基板には、前記画素電極と前記駆動用ＩＣとを接続する配線電極を備え、前記配線電極は前記第２の基板に形成された金属膜であることを特徴とする表示装置。
2. 前記第２の基板には、前記駆動用ＩＣと接続するための出力電極と入力電極と、入力電極を外部回路と接続するコネクタ端子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記配線電極は、第２の基板における画素電極を備えた面と反対側の面に配置された背面電極であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記画素電極と前記背面電極のうち、どちらか一方の電極は第２の基板に設けられた開口部を埋めるように配置され、前記画素電極と前記背面電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記樹脂基板は、ポリイミド、又は液晶ポリマーのＦＰＣ基板であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記画素電極と前記配線電極と前記出力電極と前記入力電極と前記コネクタ端子とは、銅箔、又は金やニッケルを前記樹脂基板にメッキ処理して形成された金属膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
7. 前記画像表示層として、透明分散媒中に少なくとも２種類の色の異なる帯電粒子を分散させ封入したマイクロカプセルであること特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記画像表示層として、着色分散媒中に少なくとも１種類の帯電粒子を分散させ封入したマイクロカプセルであること特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記画像表示層として、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、該隔壁内に着色分散媒と、少なくとも１種類の帯電粒子を封入してあること特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 前記画像表示層として、第１の基板と第２の基板の間に多数の隔壁を設け、分散媒は用いず、少なくとも２種類の色の異なる帯電粒子を前記隔壁間に封入してあること特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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