JP2009063792A

JP2009063792A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2009063792A
Application number: JP2007231090A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Nakayama; 義宣中山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】駆動電圧を低く抑えることができるとともに、高解像度化が可能であって、かつ、簡便な製造工程で製造可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】アクティブマトリクス回路基板上の各出力電極１００７から各画素電極１００５にそれぞれ印加される駆動電圧に応じてセルアレイ１３０３の各セル内の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを移動させることにより各画素の表示状態を変化させることで画像を表示する画像表示装置であって、各出力電極の電極面が他の回路素子等の中で最も高い位置に位置するように構成されていて、各画素電極とこれらにそれぞれ対応する各出力電極とを導電異方性接着によって接続した。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示画像を構成する複数の画素ごとに配置された各移動材にそれぞれ印加される駆動電圧を制御することで表示画像を切り替えることが可能な、電子ペーパー、フレキシブル表示装置、電子本、可搬型表示装置などの画像表示装置に関するものである。

特許文献１には、着色粒子（移動材）を内包した複数の断面楕円形カプセルが表示面に沿って配置されている電気泳動表示装置（画像表示装置）が開示されている。この画像表示装置は、表示画像を構成する各画素にそれぞれ対応した各画素電極にそれぞれ印加される駆動電圧に応じて、各カプセル内の着色粒子を移動させることにより表示画像を切り替えることができる。この画像表示装置は、各カプセルが配置されている電気泳動表示体（表示部）と、駆動電圧を制御するための駆動回路基板を備えた駆動装置（回路部）とを着脱可能な構成とすることを目的としたものである。そのため、電気泳動表示体と駆動装置との装着時に、電気泳動表示体の各透明電極（画素電極）と駆動装置の印加電極（出力電極）とが確実に電気的接続できるようにすることが必要となる。そこで、特許文献１の画像表示装置では、電気泳動表示体の各透明電極上に導電異方性フィルムを配置し、この導電異方性フィルムを介して電気泳動表示体の各透明電極と駆動装置の各印加電極との確実な電気的接続を確保しようとしている。

特開２００５−２０８４９３号公報

ところが、上記特許文献１の画像表示装置のように着色粒子などの移動材を内包する部材が断面楕円形又は断面円形のカプセルである場合、次のような不具合が生じる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
図７（ａ）乃至（ｃ）は、互いに逆極性に帯電した白と黒の２色の着色粒子を内包した断面円形状のカプセルを示す断面図である。
この断面円形状のカプセル２３０３ａを利用した画像表示装置において、カプセル内の帯電した着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗは、外部電界が無い状態では図７（ｃ）のようにカプセル２３０３ａ内で分散した状態となる。一方、図７（ａ）や（ｂ）に示すような外部電界Ｅが存在すると、カプセル２３０３ａ内の帯電した着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗは電界Ｅの向きに応じてカプセル２３０３ａ内を移動する。これにより、カプセル２３０３ａ内を表示面に対向する側（図中上側）に移動した着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗの色に応じて各画素の色や濃度（明るさ）が決定し、表示面全体として白黒の画像が表示される。なお、本例のように、表示面全域にわたって配置される着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗをカプセル等の部材に小分けして内包させ、その部材を表示面に沿って分散配置することで、表示面全体に着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗを均一に分散配置することが容易となる。よって、表示面の面方向において着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗが部分的に偏って配置されるのを効果的に抑制できる。

図８は、上述したカプセル２３０３ａを利用した画像表示装置の表示部及び回路部を示す断面図である。
本例における回路部２２００は、駆動回路としてアクティブマトリクス回路を用い、その回路基板２２０１の上面に出力電極２００７を露出した状態のものである。一方、表示部２３００は、着色粒子２０１４Ｂ，２０１４Ｗを封入した複数のカプセル２３０３ａに対し、表示面２３０１ａ側には透明基板２３０１上のアースされた透明電極２００６が、表示面２３０１ａの反対面側には各画素に対応する画素電極２００５が、それぞれ、導電性接着剤２３０２によって予め接着されている。そして、回路部２２００の出力電極２００７と表示部２３００の画素電極２００５とをビア２３０６によって電気的に接続される。

本例において、導電性接着剤２３０２は、透明電極２００６と画素電極２００５との間の隙間を埋めるように複数のカプセル２３０３ａの周囲に存在する。これにより、透明電極２００６と画素電極２００５との間には、複数のカプセル２３０３ａだけでなく導電性接着剤２３０２も介在する。よって、透明電極２００６と画素電極２００５との間のバイアスが導電性接着剤２３０２を介してリークしてしまって各カプセル２３０３ａに十分なバイアスを印加できないという事態を避ける必要がある。そのため、導電性接着剤２３０２として、例えば体積抵抗率にして１０¹⁰［Ωｃｍ］程度の導電性の低い（抵抗値の高い）ものを用いる必要がある。なお、このように比較的導電性の低い導電性接着剤２３０２を用いる場合でも、各電極２００５，２００６とカプセル２３０３ａとの間は互いに近接配置されているので、各カプセル２３０３ａに十分なバイアスを印加することが可能である。

ところが、画素電極２００５とカプセル２３０３ａとの間を互いに近接配置しても、その間には少なからず導電性の低い導電性接着剤２３０２が介在することになる。特に、本例のカプセル２３０３ａの外形は曲面であるため、電極面が平面である画素電極２００５をそのカプセル２３０３ａに近接配置しても大きな隙間が生じ、画素電極２００５とカプセル２３０３ａとの間に多くの導電性接着剤２３０２が介在してしまう。そのため、画素電極２００５とカプセル２３０３ａとの間を導電性の高い接着剤で電気的に接続する場合に比べて、これらの間の抵抗値が高くなってしまい、画素電極２００５に印加する駆動電圧を比較的高めに設定せざるを得ないという不具合が生じる。
また、駆動電圧がそれぞれ印加される各画素電極２００５の間にも導電性接着剤２３０２が介在している。導電性接着剤２３０２は導電性が低いものであるが絶縁性ではないため、画素電極２００５の隣接間隔を狭めると、画素電極間においてリークが発生する。よって、導電性接着剤２３０２の導電性との関係で、画素電極２００５の隣接間隔を狭めることができないという制約があり、高解像度の画像表示装置を提供できないという不具合も生じる。

そこで、本発明者は、上述した不具合を解決し得る画像表示装置として、まず、次のようなものを考案した。
図９は、上記不具合を解決し得る画像表示装置の表示部及び回路部を示す断面図である。
この画像表示装置は、図示のように、表示部３３００の画素電極３００５をカプセル２３０３ａの外壁面（曲面）に沿って直接形成し、各画素電極３００５と出力電極３００７との間を導電異方性接着剤３４００により接着したものである。この装置によれば、画素電極３００５とカプセル２３０３ａとの間には導電性の低い導電性接着剤を介在させずに済み、駆動電圧を低く抑えることが可能となる。
また、各画素電極３００５の間には、導電異方性接着剤３４００の絶縁性バインダー３４０２が介在することになり、各画素電極３００５の間の絶縁性も確保できるので、画素電極間にリークが発生しにくい。よって、画素電極間に導電性接着剤を介在させる場合に比べて、画素電極３００５の隣接間隔を狭めることができ、高解像度の画像表示装置を提供することが可能となる。

ところが、この画像表示装置を製造するにあたっては、外壁面が曲面であるカプセル２３０３ａが複数配列されてできる凹凸の画素電極形成面上に各画素電極３００５を形成する必要がある。このように凹凸面上に画素電極３００５を形成することは、平面上に画素電極を形成する場合に比べて遙かに困難であるため、製造コストが高騰するという問題がある。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、駆動電圧を低く抑えることができるとともに、高解像度化が可能であって、かつ、簡便な製造工程で製造可能な画像表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、移動材を内包した複数のセルが表示面に沿って配置されたセルアレイを有し、表示画像を構成する各画素にそれぞれ対応した各画素電極にそれぞれ印加される駆動電圧に応じて該複数のセル内の移動材を移動させることにより各画素の表示状態が変化する表示部と、該各画素電極にそれぞれ対応する各出力電極から該各画素電極へそれぞれ印加する駆動電圧を制御するための駆動回路基板を有する回路部とを備えた画像表示装置において、上記複数のセルの外壁面で構成され上記表示面に対して平行な上記セルアレイの面を平面で構成し、その平面を上記各画素電極が形成される画素電極形成面として用い、上記各出力電極の電極面が、上記駆動回路基板における該セルアレイの画素電極形成面と対向する側の基板面上に配置された部材の中で最も高い位置に位置するように構成し、上記各画素電極とこれらにそれぞれ対応する各出力電極とを導電異方性接着によって接続したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像表示装置において、上記画素電極形成面に形成される各画素電極の隣接距離は、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きいことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像表示装置において、上記駆動回路基板の基板面に配置される各出力電極の隣接距離は、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きいことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、上記駆動回路基板の基板面に対する上記各出力電極の電極面の高さと該駆動回路基板の基板面上に配置された部材の頂部の高さとの差が、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置において、上記画素電極形成面と対向していて上記表示面に対して平行な上記セルアレイの面も平面で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置において、上記駆動回路は、アクティブマトリクス回路であることを特徴とするものである。

本発明においては、各セルの外壁面で構成されているセルアレイの画素電極形成面に各画素電極が形成されるため、画素電極とセルとの間に実質的に抵抗体を介在させなくて済む。したがって、画素電極に印加された駆動電圧によって効率よくセル内に電界を形成することができる。しかも、駆動電圧を出力する各出力電極と各画素電極との間は導電異方性接着によって接続されているため、これらの間でも効率よく駆動電圧を伝達することができる。したがって、本発明では、駆動電圧の伝達ロスを少なく抑えることができ、その結果、駆動電圧を低く抑えることができる。
また、各出力電極と各画素電極との間が導電異方性接着によって接続されているため、各画素電極間には導電異方性接着剤の絶縁性バインダーが介在する。よって、各画素電極間の高い絶縁性が確保できるので、画素電極間にリークが発生しにくくなる。したがって、画素電極の隣接間隔を狭く設定することができるので、高解像度の画像表示装置を提供することが可能となる。
更に、本発明においては、各画素電極が形成されるセルアレイの画素電極形成面が平面であるため、平面に対して各画素電極を形成するという製造工程を採用できる。よって、凹凸面に対して画素電極を形成する場合に比べ、製造工程が簡便になる。

なお、本発明における「移動材」とは、画像を切り替える際に各画素の移動材が移動することにより各画素の色や濃度（明るさ）などが変更されるものを意味する。よって、移動材そのものの色で画素の色を表現する着色材のようなものに限らず、画素の濃度（明るさ）を調整するための移動材（画素の色自体は他の手段により表現する）なども含まれる。

以上、本発明によれば、駆動電圧を低く抑えることができるとともに、高解像度化が可能な画像表示装置を、簡便な製造工程で製造することが可能となるという優れた効果が奏される。

以下、本発明を、画像表示装置である電子ペーパーに適用した一実施形態について説明する。
図１は、本電子ペーパーの表示部に表示される画像を構成する４画素に対応した回路部の一部を拡大した説明図である。
図示のように、図中縦方向に延びる信号ラインが選択線１，２，・・・，ｍ，ｍ＋１，・・・，Ｍであり、図中横方向に延びる信号ラインを信号線１，２，・・・，ｎ，ｎ＋１，・・・，Ｎである。図示された４つの画素の座標（選択線番号，信号線番号）は、それぞれ、（ｍ，ｎ）、（ｍ＋１，ｎ）、（ｍ，ｎ＋１）、（ｍ＋１，ｎ＋１）である。本実施形態において、回路部の駆動回路は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１００１をアクティブ素子として用いたアクティブマトリクス回路である。このＴＦＴ１００１のソース端子１００４は出力電極１００７に接続されている。また、各ＴＦＴ１００１は、そのドレイン端子（駆動電圧入力端子）１００３に、対応する信号線１，２，・・・，ｎ，ｎ＋１，・・・，Ｎが接続されており、そのゲート端子（状態選択信号入力端子）１００２に、対応する選択線１，２，・・・，ｍ，ｍ＋１，・・・，Ｍが接続されている。本実施形態のＴＦＴ１００１は、有機半導体で構成されたｐチャネルのＴＦＴであるが、適切に電圧を設定し直すことで、ｎチャネルのＴＦＴであってもよい。

図２は、本電子ペーパーの表示部及び回路部の一部を模式的に示した断面図である。
アースに接続されているＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明電極１００６と、これに対向して配置される画素電極１００５との間には、移動材としての電気泳動材である白と黒の２色の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを内包した複数のセル１３０３ａで構成される平面状セルアレイ１３０３が配置されている。本実施形態では、互いに逆極性に帯電した各色の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを移動させることで、表示面側の各画素の色や濃度（明るさ）などを調整して、画像を表示する。また、画素電極１００５は、後述するように導電異方性接着によってＴＦＴ１００１のソース端子１００４に接続されている出力電極１００７に接続される。なお、透明電極１００６は、各画素電極に対して共通の電極であり、アースに接続されている。

画素電極１００５と透明電極１００６との間に発生する電界の向きは、対応する信号線１，２，・・・，ｎ，ｎ＋１，・・・，Ｎに印加する駆動電圧の極性により決定する。また、どの画素電極１００５に対して駆動電圧の印加を可能とするかは、対応する選択線１，２，・・・，ｍ，ｍ＋１，・・・，Ｍに印加される状態選択信号によって制御する。具体的に（ｍ，ｎ）の画素を例に挙げて説明する。選択線ｍにアクティブ状態選択信号を印加すると、そのアクティブ状態選択信号がＴＦＴ１００１のゲート端子１００２に印加され、ＴＦＴ１００１がＯＮ状態（アクティブ状態）になる。これにより、信号線ｎを通じてＴＦＴ１００１のドレイン端子１００３に印加される駆動電圧が、ソース端子１００４に接続された出力電極１００７を通じて画素電極１００５に印加される。一方、選択線ｍに非アクティブ状態選択信号を印加すると、その非アクティブ状態選択信号がＴＦＴ１００１のゲート端子１００２に印加され、ＴＦＴ１００１がＯＦＦ状態（非アクティブ状態）になる。これにより、信号線ｎから駆動電圧がＴＦＴ１００１のドレイン端子１００３に印加されても、ソース端子１００４に接続された画素電極１００５には駆動電圧が印加されない。

図３（ａ）乃至（ｃ）は、着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを内包したセル１３０３ａを示す断面図である。
セル１３０３ａ内の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂは、外部電界が無い状態では図３（ｃ）のようにセル１３０３ａ内で分散した状態となる。一方、駆動電圧の印加によって図３（ａ）や（ｂ）に示すような外部電界Ｅが発生すると、セル１３０３ａ内の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂは外部電界Ｅの向きに応じてセル１３０３ａ内を移動する。これにより、セル１３０３ａ内を表示面１３０１ａ側に移動した着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂの色に応じて各画素の色や濃度（明るさ）が決定し、表示面全体として白黒の画像が表示される。

図４（ａ）は、表示部１３００のセルアレイ１３０３を表示面１３０１ａ側から見たときの平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中の符号Ａ−Ａ’で切断したときのセルアレイ１３０３の断面図である。
表示面１３０１ａ側から見たときの個々のセル１３０３ａの形状は、図４（ａ）に示すように略正六角形状であり、これらのセル１３０３ａがハニカム状に配置されることでセルアレイ１３０３が構成される。このセルアレイ１３０３は１枚のシート形状に形成されており、その一方の面は画素電極１００５が形成される画素電極形成面となる。すなわち、本実施形態において、セルアレイ１３０３の画素電極形成面は平面であり、その平面に対して画素電極１００５を形成することになる。したがって、平面型の画素電極１００５とセルアレイ１３０３との密着性が高く、画素電極１００５に印加された駆動電圧によりセルアレイ１３０３に対して効率よく電界Ｅを形成できる。

セルアレイ１３０３の画素電極形成面に対する画素電極１００５の形成方法としては、例えば蒸着法により直接形成する方法が挙げられる。また、接着剤により接着する方法であってもよい。この場合、導電性の高い接着剤を用いることが望ましいが、画素電極以外の箇所に着剤が付かないように工夫する必要がある。一方、導電性の低い接着剤あるいは絶縁性の接着剤を用いる場合、このような工夫は必要なくなるが、駆動電圧のロスが大きくなり、あまり好ましくない。

なお、透明電極１００６とセルアレイ１３０３との間は、図２に示すように透明な導電性接着剤１３０２によって電気的に接続されている。通常は、僅かな導電性をもつウレタン系で透明な接着剤を用いる。なお、接着剤の導電性が十分確保できる場合には、透明電極１００６を設けずに、セルアレイ１３０３を透明基板１３０１に導電性接着剤によって直接接続するようにしてもよい。

図５は、隣り合う３つの画素電極１００５と透明電極１００６との間におけるセル１３０３ａ内の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂの様子を示す説明図である。
図５において、透明電極１００６が設けられている側（図中上側）に表示面が位置することになる。図示の例では、真ん中に位置する画素電極１００５には負極性の駆動電圧が印加され、その両側に位置する２つの画素電極１００５にはそれぞれ正極性の駆動電圧が印加されている。この場合、正極性に帯電した白色の着色粒子１０１４Ｗは、正極性の駆動電圧が印加された画素電極１００５に対応する画素では表示面側に移動し、負極性の駆動電圧が印加された画素電極１００５に対応する画素では表示面とは反対側に移動する。負極性に帯電した黒色の着色粒子１０１４Ｂは、その逆の挙動をとる。その結果、図示した画素については、表示面１３０１ａから見ると、図中左から順に、白、黒、白を視認できる。

ここで、互いに異なる極性の駆動電圧が印加された画素電極１００５間に対向するセルアレイ１３０３中の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂは、電界の乱れに合わせて必ずしも白または黒の表示を十分に達成できるわけではない。そのため、画素電極１００５間の距離（隣接距離）が大きいと、表示画像中における白画像と黒画像の境目部分がぼやけてしまい、表示画像の鮮鋭性が悪くなってしまう。また、画素電極１００５間の距離（隣接距離）が大きいと、表示画像を構成する画素の間隔が広くなるので、高解像度の画像表示ができなくなる。表示画像の高い鮮鋭性や高解像度化を実現するためには、画素電極１００５の隣接距離を小さくすることが重要であるが、画素電極１００５間の絶縁性を確保しないまま画素電極１００５の隣接距離を小さくすると、画素電極１００５間で電流のリークが発生し、画素電極１００５の電位を保てなくなって、画素部分の表示も乱れてしまう。よって、画素電極１００５間については、高い絶縁性を確保することが要求される。
一方、各画素電極１００５は、回路部１２００の各出力電極１００７と電気的に接続することで駆動電圧が印加される。したがって、各出力電極１００７から出力する駆動電圧によって各画素電極１００５の電位をなるべく高くして、セルアレイ１３０３に効率よく外部電界Ｅを形成するためには、各出力電極１００７から各画素電極１００５への駆動電圧伝達においてロスを少なくすることが重要である。そのためには、各出力電極１００７と各画素電極１００５との間では高い導電性を確保することが要求される。
つまり、表示画像の高い鮮鋭性や高解像度化を実現しつつ、駆動電圧による効率的な電界形成を可能とするには、出力電極１００７と画素電極１００５との間において、表示面１３０１ａに平行な方向については高い絶縁性を確保し、表示面１３０１ａの法線方向については高い導電性を確保するという、導電性に関して相対立した条件が要求される。

本実施形態では、出力電極１００７と画素電極１００５とを導電異方性接着剤１４００を用いて接着することで、導電性に関して相対立した上記条件を満足している。具体的に説明すると、本実施形態では、回路部１２００と表示部１３００を予め作り込んでおき、その後にこれらを互いに接着することで図２に示した状態に組み立てる。ここで、回路部１２００における出力電極１００７の電極面は、アクティブマトリクス回路基板１２０１の基板面上において、保護膜に覆われた他の回路素子のうち最も高い位置に位置する最頂部よりも高い位置に位置し、回路部１２００における表示部１３００と対向する側の面に露出している。一方、表示部１３００における画素電極１００５の電極面は、表示部１３００における回路部１２００と対向する側の面に露出している。そして、本実施形態では、両者を導電異方性接着剤１４００を用いて接着する。

図６（ａ）は、互いに隣接する９つの画素の出力電極１００７と画素電極１００５との間についての接着状態を示す説明図であり、図６（ｂ）は、１つの画素について拡大したときの説明図である。
表示部１３００と回路部１２００とを接着する際、出力電極１００７と画素電極１００５との相対的な位置調整を行った後、これらの間に導電異方性接着剤１４００を介在させて互いを圧接する。これにより、出力電極１００７と画素電極１００５との間では、余分な導電異方性接着剤１４００は外部に流れ出ていき、導電異方性接着剤１４００中の導電フィラー１４０１Ａが出力電極１００７と画素電極１００５とに挟み込まれた状態で保持される。これにより、出力電極１００７と画素電極１００５との間は、導電フィラー１４０１Ａによって電気的に接続され、高い導電性が確保される。
また、図８に示したように出力電極２００７と画素電極２００５との接続方法としてビア２３０６を用いる方法を採用すると電極面積が大きくしなければならなくなるが、本実施形態のように導電フィラー１４０１Ａによる接続であれば、電極面積が小さくて済む。

本実施形態では、図示のように、画素電極１００５の電極面よりも出力電極１００７の電極面の方が小さい。そのため、出力電極１００７と対向しない画素電極１００５の部分は、アクティブマトリクス回路基板１２０１上の他の部材（回路素子等）に対向する。しかし、上述したように、出力電極１００７と画素電極１００５との間には導電フィラー１４０１Ａが挟み込まれた状態になるので、導電フィラー１４０１Ａの粒径分だけ隙間ができる。そして、本実施形態では、出力電極１００７の電極面は、アクティブマトリクス回路基板１２０１の基板面上において、保護膜に覆われた他の回路素子のうち最も高い位置に位置する最頂部よりも高い位置に位置する。したがって、出力電極１００７と対向しない画素電極１００５の部分と、アクティブマトリクス回路基板１２０１上の他の部材（回路素子等）とが、導電フィラー１４０１Ａによって電気的に接続されるような事態が起きないので、これらの間の絶縁性は保たれる。

なお、出力電極１００７と画素電極１００５との間に挟み込まれた導電フィラー１４０１Ａが潰れたり、これらの電極１００５，１００７にめり込んだりする場合もある。このような場合でも、出力電極１００７と対向しない画素電極１００５の部分と、アクティブマトリクス回路基板１２０１上の他の部材（回路素子等）との間の絶縁性を保つ必要があれば、アクティブマトリクス回路基板１２０１の基板面に対する出力電極１００７の電極面の高さと、その基板面上に配置された回路素子の最頂部の高さとの差が、少なくとも導電フィラー１４０１の粒径（最大粒径）よりも大きくなるように構成すればよい。

一方、画素電極１００５間には、導電異方性接着剤１４００が流れ込み、これらの間には絶縁性バインダー１４０２が充填される。これにより、画素電極１００５間は高い絶縁性が保たれる。ただし、画素電極１００５間には、絶縁性バインダー１４０２とともに、導電フィラー１４０１Ｂも流れ込む場合がある。よって、導電フィラー１４０１Ｂが流れ込んでも画素電極１００５間の安定した絶縁性を確保するためには、画素電極１００５の隣接距離を、少なくとも導電フィラー１４０１の粒径（最大粒径）より大きくする。これにより、画素電極１００５間に導電フィラー１４０１が挟み込まれてこれらの間を導通状態にすることを避けることができ、絶縁性バインダー１４０２により絶縁性を確保できる。なお、本実施形態において、導電フィラー１４０１は絶縁性バインダー１４０２中に低密度で分散しているため、導電フィラー１４０１同士の接触はほとんど発生しない。よって、画素電極１００５の隣接距離を少なくとも導電フィラー１４０１の粒径（最大粒径）より大きくすれば、画素電極１００５間の絶縁性を安定して確保できる。

他方、出力電極１００７間にも、導電異方性接着剤１４００は流れ込み、これらの間も絶縁性バインダー１４０２で満たされる。これにより、出力電極１００７間も高い絶縁性が保たれる。ただし、出力電極１００７間にも、絶縁性バインダー１４０２とともに、導電フィラー１４０１Ｂも流れ込む場合がある。よって、導電フィラー１４０１Ｂが流れ込んでも出力電極１００７間の安定した絶縁性を確保するためには、画素電極１００５の場合と同様に、出力電極１００７の隣接距離を、少なくとも導電フィラー１４０１の粒径（最大粒径）より大きくする。これにより、出力電極１００７間に導電フィラー１４０１が挟み込まれてこれらの間を導通状態にすることを避けることができ、絶縁性バインダー１４０２により安定した絶縁性を確保できる。

〔実験例〕
次に、導電異方性接着剤１４００中の導電フィラー１４０１の密度がどの程度必要かを見積もるために行った実験例について説明する。
本実験例では、１００万画素の画像表示装置を想定し、確率が１００万分の１以下で確実に出力電極１００７と画素電極１００５との間に導電フィラー１４０１Ａが介在して導電性が確保されるための条件を求める。本実験例では、導電異方性接着剤１４００を、確率的に十分均一に散布したときの２次元的な分布が単位面積（本実験例では１０［μｍ］角）当たりの導電フィラー１４０１の個数密度が０、１、２、３、・・・、９、１０個の各場合について、電極サイズ（正方形）が、２０［μｍ］角、３０［μｍ］角、４０［μｍ］角、５０［μｍ］角であるときに、１０^-12未満の確率になるときの個数の見積もりをポアソン分布を適用して求めた。下記の表１に実験結果を示す。なお、本実験例でも、上記実施形態と同様に画素電極１００５が出力電極１００７より大きいため、表１に示す電極サイズとは出力電極１００７のものである。

上記表１は、例えば単位面積当たりの導電フィラー１４０１の粒子数が６個である導電異方性接着剤１４００を用いて電極サイズが３０［μｍ］角である場合の接着を行った場合について見ると、その３０［μｍ］角の電極内に存在する導電フィラー１４０１の数が１０個未満となる確率が１０^-12未満であることが分かる。したがって、この場合、１００万画素の画像表示装置を１００万個作製しても（即ち１０¹²個の画素を作製したことになる）、高々１個の画素がフィラー１０個未満になるということである。実際には散布の不均一性が影響することからは画素あたりの平均個数は多いほうが良いものの、画素上の平均粒径断面積の和が平均粒径にもよるが概ね１％以下が望ましい。これ以上多くなると、粒子同士が立体的に凝集することの弊害が大きくなる。
なお、本実験結果は、導電異方性接着剤１４００の導電フィラー１４０１の粒径が電極サイズよりも十分に小さいことを前提としており、上述した実施形態においても、導電フィラー１４０１の粒径は電極サイズよりも十分に小さいことが望まれる。具体的には、本実施形態では、出力電極１００７が１０［μｍ］角であり、画素電極１００５が３０［μｍ］角であるため、導電フィラー１４０１の粒径（平均粒径）は、その電極サイズに対して１桁以上小さい粒径、すなわち、１［μｍ］以下であるのが望ましい。

次に、本実施形態で使用可能なセル１３０３ａをハニカム状に配置したセルアレイ１３０３の製造方法の一例について説明する。
セルアレイ１３０３を製造するためには、独立した複数の凹部を有し、その凹部の開口部が狭くなっている基板を用いる。まず、スリットコーター等を用いて塗布することにより、基板上に可塑性を有する膜を形成する。このとき、少なくとも可塑性を有する膜が形成された側に換気空間を設けて、乾燥させてもよい。次に、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内等に設置し、少なくとも可塑性を有する膜が形成された側を減圧状態にすると、凹部に保持されている空気が膨張する。このとき、凹部は、可塑性を有する膜で密閉されているので、空気の膨張により、可塑性を有する膜が延伸変形し、基板上にセルアレイ１３０３が形成される。最後に、基板から剥離すると、上部の壁面に開口部を有するセルアレイ１３０３が得られる。このとき、正方格子状に配置された凹部を有する基板を用いると、正四角柱状のセルが正方格子状に配置されたセルアレイ１３０３が得られるが、本実施形態では、六方最密格子状に配置された凹部を有する基板を用いて、正六角柱状のセルが六方最密格子状に配置されたセルアレイ１３０３を得た。

セルアレイ１３０３の孔の深さは、減圧する真空度により適宜調整することができる。すなわち、高真空にすると、凹部の空気が膨張する量が大きいので、深さが大きくなり、低真空にすると、凹部の膨張量が小さいので、深さが小さくなる。さらに高真空にすると、凹部の空気が膨張する量が大きくなって、セルアレイ１３０３の天井部が薄くなり、最終的に開口部が形成される。このようにして、上部の壁面及び下部の壁面に開口部を有するセルアレイ１３０３が得られる。

基板としては、ニッケル基板、シリコン基板、ガラス基板上にレジスト剤パターンを形成したもの、銅張り板（銅／ポリイミド積層基板）、エッチングしたガラス基板等の他に、ポリイミド、ＰＴＥ、アクリル等の樹脂基板を用いることができる。なお、基板の凹部は、疎水処理されていることが好ましい。

セルアレイ１３０３のセル壁、上部の壁面及び下部の壁面の厚さ、セル壁と、上部の壁面及び下部の壁面との交差点を断面視した場合の曲線の曲率半径は、可塑性を有する膜の厚さや材質、減圧条件（気圧）によって制御することが可能である。可塑性を有する膜が薄い程、各部分の厚さが薄くなり、曲率半径が小さくなる。また、減圧時の気圧が低い程、各部分の厚さが薄くなり、曲率半径が小さくなる。さらに、可塑性を有する膜の粘度が小さい程、各部分の厚さが薄くなり、曲率半径が小さくなる。

また、セルアレイ１３０３のセル壁、上部の壁面及び下部の壁面は、可塑性を有する材料の表面張力により形成されているので、マイクロエンボス加工又は画像露光により形成される凹部を有する構造物と比較して、厚さを薄くすることができる。なお、セルアレイ１３０３の形状は、マイクロエンボス加工又は画像露光により形成することが困難である。

（セルアレイの製造例１）
上述した製造方法を用いてセルアレイ１３０３を製造する具体的な製造例（以下「製造例１」という。）について説明する。
まず、スリットコーターを用いて、基板上に、可塑性を有する材料として、ポリウレタン水溶液のハイドランＷＬＳ−２０１（大日本インキ化学工業社製）を塗布することにより、可塑性を有する膜を形成した。次に、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内で減圧し、凹部内の空気を膨張させた。このとき、真空中でポリウレタン中の残留水分を蒸発させ、完全に乾燥、固化させた。減圧する真空度を１ｋＰａ以下程度とした場合、セルアレイ１３０３の天井部に開口部が形成された。
以上のようにして、セル壁の厚さが１〜１０μｍ、上部の壁面及び下部の壁面の厚さが１〜１０μｍ、上部の壁面及び下部の壁面のセル壁との交差部を断面視すると、曲率半径が５〜５０μｍの曲線であるセルアレイ１３０３が得られた。

（セルアレイの製造例２）
上述した製造方法を用いてセルアレイ１３０３を製造する具体的な他の製造例（以下「製造例２」という。）について説明する。
まず、スリットコーターを用いて、基板上に、可塑性を有する材料として、ゼラチンＭＣ−２４３（ゼライス社製）の５〜３０重量％程度の水溶液を塗布することにより、可塑性を有する膜を形成した。次に、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内で減圧し、凹部内の空気を膨張させた。このとき、真空中でゼラチン中の残留水分を蒸発させ、完全に乾燥、固化させた。ゼラチンの濃度と減圧する真空度により、セルアレイ１３０３の天井部に開口部が形成されるか否かが決定される。ゼラチンの濃度が低い場合は、減圧する真空度が低くても、開口部が形成され、ゼラチンの濃度が高い場合は、減圧する真空度が高くすると、開口部が形成される。
以上のようにして、セル壁の厚さが０．０１〜５μｍ、上部の壁面及び下部の壁面の厚さが０．０１〜２μｍ、上部の壁面及び下部の壁面のセル壁との交差部を断面視すると、曲率半径が０．１〜２０μｍの曲線であるセルアレイ１３０３が得られた。

（セルアレイの製造例３）
上述した製造方法を用いてセルアレイ１３０３を製造する具体的な更に他の製造例（以下「製造例３」という。）について説明する。
まず、スリットコーターを用いて、基板上に、可塑性を有する材料として、ポリビニルアルコールのポバールＰＶＡ１１７（クラレ社製）の５〜３０重量％程度の水溶液を塗布することにより、可塑性を有する膜を形成した。次に、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内で減圧し、凹部内の空気を膨張させた。真空中でポリビニルアルコール中の残留水分を蒸発させ、完全に乾燥、固化させた。ポリビニルアルコールの濃度と減圧する真空度により、セルアレイ１３０３の天井部に開口部が形成されるか否かが決定される。ポリビニルアルコールの濃度が低い場合は、減圧する真空度が低くても、開口部が形成され、ポリビニルアルコールの濃度が高い場合は、減圧する真空度が高くすると、開口部が形成される。
以上のようにして、セル壁の厚さが３〜１０μｍ、上部の壁面及び下部の壁面の厚さが１〜１０μｍ、上部の壁面及び下部の壁面のセル壁との交差部を断面視すると、曲率半径が１０〜５０μｍの曲線であるセルアレイ１３０３が得られた。

（セルアレイの製造例４）
上述した製造方法を用いてセルアレイ１３０３を製造する具体的な更に他の製造例（以下「製造例４」という。）について説明する。
まず、アルコキシアクリレートのＰＥＧ４００ＤＡ（ダイセルサイテック社製）に、フッ素系界面活性剤ノベックＦＣ−４４３０（３Ｍ社製）を添加して、アルコキシアクリレートの表面張力を小さくすることにより、可塑性を有する材料とした。次に、スリットコーターを用いて、基板上に、可塑性を有する材料の溶液を塗布することにより、可塑性を有する膜を形成した。さらに、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内で減圧し、凹部内の空気を膨張させ、真空度が５０ｋＰａ程度に達したときに、紫外線を照射し、アルコキシアクリレートを硬化させた。
以上のようにして、セル壁の厚さが０．０１〜３μｍ、上部の壁面及び下部の壁面の厚さが０．０１〜１μｍ、上部の壁面及び下部の壁面のセル壁との交差部を断面視すると、曲率半径が０．１〜５μｍの曲線であるセルアレイ１３０３が得られた。

（セルアレイの製造例５）
上述した製造方法を用いてセルアレイ１３０３を製造する具体的な更に他の製造例（以下「製造例５」という。）について説明する。
まず、エポキシアクリレートのＡＱ９（荒川化学工業社製）に、フッ素系界面活性剤ノベックＦＣ−４４３０（３Ｍ社製）を添加して、エポキシアクリレートの表面張力を小さくすることにより、可塑性を有する材料とした。次に、スリットコーターを用いて、基板上に、可塑性を有する材料の溶液を塗布することにより、可塑性を有する膜を形成した。さらに、可塑性を有する膜が形成された基板を真空チャンバー内で減圧し、凹部内の空気を膨張させ、真空度が５０ｋＰａ程度に達したときに、紫外線を照射し、エポキシアクリレートを硬化させた。
以上のようにして、セル壁の厚さが０．０１〜５μｍ、上部の壁面及び下部の壁面の厚さが０．０１〜１μｍ、上部の壁面及び下部の壁面のセル壁との交差部を断面視すると、曲率半径が０．１〜５μｍの曲線であるセルアレイ１３０３が得られた。

以上、本実施形態に係る画像表示装置としての電子ペーパーは、移動材としての電気泳動材である着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを内包した複数のセル１３０３ａが表示面１３０１ａに沿って配置されたセルアレイ１３０３を有し、表示画像を構成する各画素にそれぞれ対応した各画素電極１００５にそれぞれ印加される駆動電圧に応じて各セル内の着色粒子１０１４Ｗ，１０１４Ｂを移動させることにより各画素の表示状態が変化する表示部１３００と、各画素電極１００５にそれぞれ対応する各出力電極１００７から各画素電極１００５へそれぞれ印加する駆動電圧を制御するための駆動回路基板としてのアクティブマトリクス回路基板１２０１を有する回路部１２００とを備えている。そして、セルアレイ１３０３における各画素電極１００５が形成される画素電極形成面が、複数のセル１３０３ａの外壁面で構成され、かつ、表示面１３０１ａに対して平行な平面で構成されており、各出力電極１００７の電極面がアクティブマトリクス回路基板１２０１におけるセルアレイ１３０３の画素電極形成面と対向する側の基板面上に配置された部材（回路素子等）の中で最も高い位置に位置するように構成されており、各画素電極１００５とこれらにそれぞれ対応する各出力電極１００７とが導電異方性接着によって接続されている。これにより、上述したように、駆動電圧を低く抑えることができるとともに、高解像度化が可能な画像表示装置を、簡便な製造工程で製造することが可能となる。
また、本実施形態では、画素電極形成面に形成される各画素電極１００５の隣接距離が、少なくとも導電異方性接着剤１４００における絶縁性バインダー１４０２中の導電フィラー１４０１の最大粒径より大きくする必要がある。そこで粒径の標準偏差σとすると、少なくとも４~５σ或いはそれ以上大きくとるのが望ましい。粒径が２μｍ粒径でばらつきσ＝０．２μｍであれば、電極間は３μｍ以上あればよい。よって、画素電極１００５間において短絡が発生するのを安定して防止し、確実な絶縁性を確保できる。
また、本実施形態では、アクティブマトリクス回路基板１２０１の基板面に配置される各出力電極１００７の隣接距離が、少なくとも導電異方性接着剤１４００における絶縁性バインダー１４０２中の導電フィラー１４０１の最大粒径より大きい。よって、出力電極１００７間において短絡が発生するのを安定して防止し、確実な絶縁性を確保できる。
また、上述したように、アクティブマトリクス回路基板１２０１の基板面に対する各出力電極１００７の電極面の高さと、その基板面上に配置された回路素子等の部材の頂部の高さとの差が、少なくとも導電異方性接着剤１４００における絶縁性バインダー１４０２中の導電フィラー１４０１の最大粒径より大きくするのが好ましい。最大粒径は、上記と同様にばらつきσに対し少なくとも４~５倍程度大きい値を基準にさらに若干の余裕をとって、厚さ方向の基板の撓みによっても影響されない分を考慮する。これにより、出力電極１００７と画素電極１００５との間に挟み込まれた導電フィラー１４０１Ａが潰れたり、これらの電極１００５，１００７にめり込んだりする場合でも、画素電極１００５と、アクティブマトリクス回路基板１２０１上の回路素子等との間の絶縁性を、安定して確保することができる。
また、本実施形態では、画素電極形成面と対向していて表示面１３０１ａに対して平行なセルアレイ１３０３の面も平面で構成されている。この面には、透明電極１００６が設けられることになるが、平面に対して透明電極１００６を形成することができるので、その製造工程は、凹凸面に対して形成する場合に比べて簡略になる。
また、本実施形態では、駆動回路としてアクティブマトリクス回路を用いているので、単純マトリクス回路を用いる場合に比べて、表示切り替え速度が速いなどの利点が得られる。

なお、本実施形態では、電子ペーパーを例に挙げて説明したが、各画素ごとに配置される移動材の移動により各画素の表示状態が変化させることで画像を表示する画像表示装置であれば、フレキシブル表示装置、電子本、可搬型表示装置など、あらゆる画像表示装置に応用することができる。

実施形態に係る電子ペーパーの表示部に表示される画像を構成する４画素に対応した回路部の一部を拡大した説明図である。同電子ペーパーの表示部及び回路部の一部を模式的に示した断面図である。（ａ）乃至（ｃ）は、着色粒子を内包したセルを示す断面図である。（ａ）は、同表示部のセルアレイを表示面側から見たときの平面図である。（ｂ）は、（ａ）中の符号Ａ−Ａ’で切断したときのセルアレイの断面図である。隣り合う３つの画素電極と透明電極との間におけるセル内の着色粒子の様子を示す説明図である。。（ａ）は、互いに隣接する９つの画素の出力電極と画素電極との間についての接着状態を示す説明図である。（ｂ）は、１つの画素について拡大したときの説明図である。（ａ）乃至（ｃ）は、互いに逆極性に帯電した白と黒の２色の着色粒子を内包した従来の断面円形状カプセルを示す断面図である。同カプセルを利用した画像表示装置の表示部及び回路部を示す断面図である。同画像表示装置の不具合を解決し得る画像表示装置の表示部及び回路部を示す断面図である。

符号の説明

１００１ＴＦＴ
１００５，２００５，３００５画素電極
１００６，２００６透明電極
１００７，２００７，３００７出力電極
１０１４Ｗ，１０１４Ｂ，２０１４Ｂ，２０１４Ｗ着色粒子
１２００，２２００回路部
１２０１，２２０１アクティブマトリクス回路
１３００，２３００，３３００表示部
１３０１，２３０１透明基板
１３０１ａ，２３０１ａ表示面
１３０２，２３０２導電性接着剤
１３０３セルアレイ
１３０３ａセル
１４００，３４００導電異方性接着剤
１４０１導電フィラー
１４０２，３４０２絶縁性バインダー
２３０３ａカプセル
２３０６ビア

Claims

移動材を内包した複数のセルが表示面に沿って配置されたセルアレイを有し、表示画像を構成する各画素にそれぞれ対応した各画素電極にそれぞれ印加される駆動電圧に応じて該複数のセル内の移動材を移動させることにより各画素の表示状態が変化する表示部と、
該各画素電極にそれぞれ対応する各出力電極から該各画素電極へそれぞれ印加する駆動電圧を制御するための駆動回路基板を有する回路部とを備えた画像表示装置において、
上記複数のセルの外壁面で構成され上記表示面に対して平行な上記セルアレイの面を平面で構成し、その平面を上記各画素電極が形成される画素電極形成面として用い、
上記各出力電極の電極面が、上記駆動回路基板における該セルアレイの画素電極形成面と対向する側の基板面上に配置された部材の中で最も高い位置に位置するように構成し、
上記各画素電極とこれらにそれぞれ対応する各出力電極とを導電異方性接着によって接続したことを特徴とする画像表示装置。
請求項１の画像表示装置において、
上記画素電極形成面に形成される各画素電極の隣接距離は、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きいことを特徴とする画像表示装置表示装置。
請求項１又は２の画像表示装置において、
上記駆動回路基板の基板面に配置される各出力電極の隣接距離は、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きいことを特徴とする画像表示装置表示装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
上記駆動回路基板の基板面に対する上記各出力電極の電極面の高さと該駆動回路基板の基板面上に配置された部材の頂部の高さとの差が、少なくとも導電異方性接着用の接着剤におけるバインダー中の導電フィラーの最大粒径より大きくなるように構成されていることを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
上記画素電極形成面と対向していて上記表示面に対して平行な上記セルアレイの面も平面で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
上記駆動回路は、アクティブマトリクス回路であることを特徴とする画像表示装置。