JP2008522209A - 電子インク表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 厚さが薄く、しかも耐湿性に優れたパネル構造を備えた電子インク表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 電子インク表示装置は、表示用画素を有する第１基板（１０）と、この第１基板上に設けられ、電子インク層（１３）を下面側に有する第２基板（１６）であって、前記電子インク層は前記第２基板の周辺部から所定距離後退した空隙部（２６）を有しており、前記第１基板上で、前記空隙部を充填し前記第２基板の周縁側端面の少なくとも一部を覆うように形成されたシール材（２７）とを備え、その製造方法は、第１基板上に、少なくとも電子インク層を下面側に有する第２基板を貼り付ける工程と、前記電子インク層を前記第２基板の周縁部より所定距離だけ後退するように選択的に除去する工程と、除去された前記電子インク層部分を充填するとともに、前記第２基板の周縁端側面の少なくとも一部を覆うように前記第１基板上にシール材を塗布する工程とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子インク表示装置及びその製造方法に関し、特に薄型で耐湿性に優れたパネル構造を備えた電子インク表示装置及びその製造方法に関する。
近年、電子インクを用いた表示装置が研究開発されている。この電子インクは、特許文献１に示されるように、マイクロカプセル中に負の電荷を帯びた黒顔料チップと、正の電荷を帯びた白顔料チップとが混入されており、電界を印加することにより、黒顔料チップ及び白顔料チップが移動することにより表示を行う。
この電子インクを用いた表示装置は、通常、表示用画素を有する基板と、電子インク層を含む基板とを貼り合わせて製作される。
このような電子インクを用いた表示装置においては、その厚さが薄いことが強く求められる。
一方、電子インク層を用いた電子インク表示装置全体では、電子インク層が湿気に弱いため、水分の侵入により劣化を招くという問題がある。
このため、本出願人は、先の出願（特願２００４−１２５６６９）において、電子インク層を含む第２の基板の上に補強板を設けて強度を増大させるとともに、この補強板を第２の基板よりも大きく形成して第１の基板との間に形成される空隙に毛細管現象を利用して十分な量のシール材を充填させることにより、耐湿性を向上させたものを提案している。
このシーリングにおいては、シール材として光硬化型、特に紫外線（ＵＶ）硬化型の材料を用い、充填後、シール材に対して紫外線を照射することによりシール材の硬化を行い、十分な耐湿性を得ている。
特開２００２−２０２５３４号公報
しかしながら、上述した補強板は強度の増加と耐湿性の向上には寄与するものの、電子インク表示装置全体の厚さを増大させてしまうため、ユーザの要求に十分に応えるものとはなっていない。
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、厚さが薄く、しかも耐湿性に優れたパネル構造を備えた電子インク表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の電子インク表示装置は、表示用画素を有する第1基板と、前記第１基板上に設けられ、電子インク層を下面側に有する第２基板であって、前記電子インク層は前記第２基板の周辺部から所定距離後退した空隙部を有しており、
前記第１基板上で、前記空隙部を充填し前記第２基板の周縁側端面の少なくとも一部を覆うように形成されたシール材と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる電子インク表示装置の製造方法は、表示用画素を有する第１基板上に、少なくとも電子インク層を下面側に有する第２基板を貼り付ける工程と、前記電子インク層を前記第２基板の周縁部より所定距離だけ後退するように選択的に除去する工程と、除去された前記電子インク層部分を充填するとともに、前記第２基板の周縁端側面の少なくとも一部を覆うように前記第１基板上にシール材を塗布する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、電子インク層を第２の基板の周縁部より後退させてこの部分にシール材を充填させるようにしているので、補強板を設けることなくシール特性および耐湿性に優れ、信頼性の高い薄型の電子インク表示装置およびその製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る電子インク表示装置の概略構造を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の電子インク表示装置は、表示用画素を有するＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１０上に設けられた、電子インク層を含むフロントプレーンラミネート（ＦＰＬ（Front Plane Laminate））１２〜１６とから主に構成されている。
具体的には、ＴＦＴ基板１０上には、ラミネーション接着剤層１２を介して電子インク層１３が設けられている。電子インク層１３は、電子インクを封入したマイクロカプセルをバインダ中に含む。電子インク層１３上には、ＩＴＯ層１５を有するＰＥＴ（polyethylene terephthalate）層１６が設けられている。
また、電子インク層１３の端部には、ＴＰＡ（Top Plane Adhesive）層１１が形成されている。このＴＰＡ層１１は、ＰＥＴ層１６のＩＴＯ層１５上であってＴＰＡ層１１に対応する領域に設けられた接続用パッド１４と、ＴＦＴ基板１０との間に設けられる。なお、接続用パッドとしては、Ａｇパッドなどを用いることができる。
ＴＦＴ基板１０の厚さは、約２００〜約７００μｍであることが好ましい。ＴＰＡ層１１の厚さは、約４０μｍ以下であることが好ましい。ラミネーション接着剤層１２の厚さは、約２０μｍ以下であることが好ましい。電子インク層１３の厚さは、約２０μｍ以下であることが好ましい。接続用パッド１４の厚さは、ＴＰＡ層１１の厚さに応じて決定されるが、約１０μｍ以下であることが好ましい。ＩＴＯ層１５の厚さは、約１μｍ以下であることが好ましい。ＰＥＴ層１６の厚さは、約１００〜約２５０μｍであることが好ましい。
ＴＦＴ基板１０には、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）２２の一方の端部が接続されている。ＴＣＰ２２の他方の端部には、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）２１が接続されている。また、ＴＣＰ２２の他方の端部には、表示装置駆動用のドライバーＩＣ２３が実装されている。なお、本実施の形態においては、ＴＦＴ基板１０に接続する基板としてＴＣＰ２２及びＰＣＢ２１を用いた場合について説明しているが、本発明においては、ＴＦＴ基板１０に接続する基板としてＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などを用いても良い。
図２は、図１に示す電子インク表示装置のＦＰＬの概略構造を示す図である。
図２に示すように、ＦＰＬ１２〜１６はＴＦＴ基板１０上に貼り付けられる。
ＦＰＬは、ＰＥＴ層１６の一方の主面の下にＩＴＯ層１５が設けられ、ＩＴＯ層１５の下に電子インク層１３が設けられ、電子インク層１３の下にラミネーション接着剤層１２が設けられている。ＰＥＴ層１６の他方の主面上には図２に示すように、必要に応じ低反射層２５が設けられる。
ＦＰＬ１２〜１６をＴＦＴ基板１０上に貼り付けるときには、後述するように、まずＴＦＴ基板１０の所定の位置にＴＰＡ層１１を形成しておき、ラミネーション接着剤層１２をＴＦＴ基板１０側に向けてＦＰＬ１２〜１６をＴＦＴ基板１０に貼り付ける。このとき、ＦＰＬの接続用パッド１４がＴＰＡ層１１に接触するように、ＴＦＴ基板１０とＦＰＬ１２〜１６とを位置合わせする。なお、ＦＰＬ１２〜１６は、ＴＦＴ基板１０に貼り付けられるので、この工程を考慮すると、全体の厚さは、約３００μｍ以下であることが好ましい。
また、図２から明らかなように、電子インク層１３およびラミネーション接着剤層１２はＰＥＴ層１６の周縁端面よりも長さＬだけ後退するように形成されている。なお、ＴＰＡ層１１およびそのための接続用パッド１４が存在する部分にはこの後退部分は設けられない。
この後退した部分を形成するには積層前に電子インク層の大きさを小さくしておくか、積層後にエッチングで除去するようにする。このエッチングについては後述する。
この結果、ＴＦＴ基板１０とＩＴＯ層１５との間には空隙２６が形成され、この空隙２６を充填するとともに、ＰＥＴ層１６の周縁端面の少なくとも一部を覆うようにエッジシール２７が形成されている。このエッジシール２７により水分が電子インク層１３に侵入することを防止でき、電子インク表示装置の耐湿性、信頼性を向上させることができる。
ここで、エッジシール２７の材料としては、紫外線硬化型樹脂のような光硬化型樹脂を用いることが好ましい。しかし、硬化後に十分な耐湿性と高度を有し、塗布時に適当な流動性があって作業上問題のない材料であれば、いかなるものでも使用することができる。
エッジシール２７を形成するにあたっては、ＴＦＴ基板１０とＩＴＯ層との境界部に光硬化型樹脂を塗布することにより、毛細管現象により空隙２６に充填させることができる。
この充填後、ＴＦＴ基板１０とＰＥＴ層の間に存在する光硬化型シール材に対して、ＦＰＬ１２〜１６の端面側から各辺に対して垂直方向に光（紫外線）を照射させることにより、シール材を硬化させてエッジシール２７を得る。
このように、予め空隙を形成しておくことにより、シール樹脂の量が多くなるとともに、水分が侵入する経路が長くなるため、耐湿性を著しく向上させることが可能となる。
次に、上記構成を有する電子インク表示装置の製造方法について説明する。
まず、図３に示すように、表面を洗浄したＴＦＴ基板１０の所定の位置にＴＰＡ層１１を形成する。この場合、ＴＰＡ層１１は、位置合わせされた状態でディスペンサ３２によりディスペンスされる。
次いで、図４(a),(b)に示すように、ＴＦＴ基板１０上にＦＰＬを貼り付ける。この場合、接続用パッド１４がＴＰＡ層１１上に位置するように位置合わせした状態で、比較的高温（例えば約１００℃）でローラ３３を用いて、ＴＦＴ基板１０上にＦＰＬを貼り付ける。
必要に応じて、ＦＰＬの最上層であるＰＥＴ層１６の上に紫外線カットと低反射機能を有する低反射層２５をさらに積層させるようにしても良い。
次に、図５に示すように、電子インク層およびラミネーション接着剤層１２をＰＥＴ層１６の周縁端面よりも長さＬだけ後退させる。この後退部を形成する方法としては前述したように、積層時に電子インク層の周囲部を予め除去したものを積層する方法、積層後に特に電子インク層に対して選択性のある適当な化学的エッチングを行う方法、あるいは機械的エッチングにより電子インク層を機械的に除去することにより行われる。積層後にエッチングを行う場合には、ＴＰＡ層１１およびそのための接続用パッド１４が存在する部分は保護のためにマスキングを行うことが必要である。
また、後退長さは通常の電子インク表示装置の場合、少なくとも１ｍｍ確保されていることが耐湿性の観点からは好ましい。
もっとも、この後退長さは、表示面積に対し、どの程度の余裕をもって電子インク層の面積が形成されているか、エッチング精度、エッチングによるダメージが及ぶ範囲の大きさなどを総合的に判断して決定すべきである。
次に、電子インク層１３およびラミネーション接着剤層１２の後退により形成された空隙２６にはシール材が充填される。ここではシール材として光硬化型樹脂（特に、紫外線硬化型樹脂）が用いられる。
シール材の塗布について、図６を参照して説明する。ＴＦＴ基板１０を支持台３５上に載置し、その状態で光硬化性樹脂をディスペンサ３６を用いて、ＰＥＴ層１６とＴＦＴ基板１０との境界部に向けてディスペンスする。これにより、シール材２７は毛細管現象によりＰＥＴ層１６とＴＦＴ基板１０との間の空隙２４に侵入し、この空隙を完全に充填する。このように確実に空隙２４が充填されるためには、ＰＥＴ層１６の側端面の大部分がシール材により覆われた状態となっていることが好ましく、少なくともその一部が覆われ、ＴＦＴ基板１０上のシール材２７の下端位置はＰＥＴ層の側端面よりも外方にある状態となっているべきである。
このようなシール材の塗布が終了した後、シール材に対しては所定の条件で光（紫外線）が照射される。通常、照射は電子インク表示装置の各辺に対して垂直になるように、４つの光源を用いて同時に照射が行われる。これによりシート材は十分に硬化し、シール効果が高められる。
なお、光を照射した後に、必要に応じて加熱を行うと光硬化型樹脂をより完全に硬化させることができる。この結果、耐湿性に優れた構造を実現することができる。
本発明においては上記実施の形態に開示された方法に限定されない。例えば、また、シール材の充填方法として、ＰＥＴ層１６とＴＦＴ基板１０との間の空隙２４にシール材を物理的に圧入しても良く、ＴＦＴ基板１０の所定の領域にあらかじめエッジシール材を印刷しておき、加熱による流動化および硬化を行うようにしても良い。
このように本実施の形態に係る電子インク表示装置は、補強板を用いないので、薄型であり、かつ、耐湿性に優れたパネル構造を備えたものである。
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における寸法、数、材料などは一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更することが可能である。
本発明の一実施の形態に係る電子インク表示装置の概略構造を示す図である。 図１に示す電子インク表示装置のＦＰＬの概略構造の一例を示す図である。 本発明にかかる電子インク表示装置の製造方法を説明する図である。 (a),(b)は、本発明の一実施の形態に係る電子インク表示装置の製造方法における基板貼り付け工程を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る電子インク表示装置の製造方法におけるエッジシール工程を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る電子インク表示装置の製造方法におけるシール材の塗布工程を説明するための図である。
符号の説明
１０ ＴＦＴ基板
１１ ＴＰＡ層
１２ ラミネーション接着剤層
１３ 電子インク層
１４ 接続用パッド
１５ １ＴＯ層
１６ ＰＥＴ層
２１ ＰＣＢ
２２ ＴＣＰ
２３ ドライバＩＣ
２５ 低反射層
２６ 空隙
２７ シール材
３２，３６ ディスペンサ
３３ ローラ
３５ 支持台

Claims (6)

  1. 表示用画素を有する第1基板と、
    前記第１基板上に設けられ、電子インク層を下面側に有する第２基板であって、前記電子インク層は前記第２基板の周辺部から所定距離後退した空隙部を有しており、
    前記第１基板上で、前記空隙部を充填し前記第２基板の周縁側端面の少なくとも一部を覆うように形成されたシール材と、
    を備えた電子インク表示装置。
  2. 前記第２基板は、少なくとも接着層、電子インク層、ＩＴＯ層、ＰＥＴ層の積層を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示装置。
  3. 前記第２基板は、その上面に低反射層をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子インク表示装置。
  4. 前記シール材は、光硬化型の樹脂であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子インク表示装置。
  5. 表示用画素を有する第１基板上に、少なくとも電子インク層を下面側に有する第２基板を貼り付ける工程と、
    前記電子インク層を前記第２基板の周縁部より所定距離だけ後退するように選択的に除去する工程と、
    除去された前記電子インク層部分を充填するとともに、前記第２基板の周縁端側面の少なくとも一部を覆うように前記第１基板上にシール材を塗布する工程とを備えた電子インク表示装置の製造方法。
  6. 前記電子インク層の選択的除去は、機械的あるいは化学的なエッチングにより行われることを特徴とする請求項５に記載の電子インク表示装置の製造方法。
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