JP2009133886A - 表示装置用電極基板の製造方法 - Google Patents

表示装置用電極基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】透明導電膜基板と対向して配置され、透明導電膜基板に情報を表示するための電荷が付与される表示電極の表面に生じる凹凸量を抑制する。
【解決手段】剥離フィルム90a上に、絶縁性ペーストを塗布することにより穴部41を具備するレジスト層40を形成し、次に、レジスト層40上に、穴部41を含む所定のパターンの形状に導電性ペーストを塗布することにより、穴部41に導電性ペーストを流し込んで導通部20を形成するとともに、複数の配線電極30を形成し、次に、レジスト層40から剥離フィルム90aを剥離し、次に、レジスト層40の配線電極30が形成された面とは反対側の面上に、穴部41を含み、表示される情報に応じたパターンの形状に導電性ペーストを塗布することにより、導通部20を介して配線電極30と接続された複数の表示電極10a〜10qを形成し、その後、保護基材60を積層する。
【選択図】図4

Description

本発明は、電極に選択的に電荷が与えられることにより所望の情報を表示する表示装置に用いられる表示装置用電極基板の製造方法に関し、特に、基板表面の平坦性の向上技術に関する。
従来より、情報を表示する表示装置として、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等が用いられており、これらは、テレビ受像機に用いられることによりテレビ局から送信されたテレビ映像を表示したり、パソコンのディスプレイとして用いられることにより、パソコンに保存された情報やインターネットを介して配信された情報を表示したりすることができる。これらの表示装置は、それぞれ一長一短を有しており、例えば、CRTディスプレイは、視野角が広いものの奥行きサイズが厚く、また、液晶ディスプレイは、奥行きサイズが薄いものの視野角が狭く、また、プラズマディスプレイは、視野角が広く奥行きサイズが薄いものの消費電力が多い。
近年、上述したような表示装置に加えて、デジタル情報を紙のように薄い表示媒体に表示する電子ペーパーが普及しはじめている。電子ペーパーは、互いに対向する2つの電極間に、この2つの電極に与えられた電荷によりその状態が変化する物質を介在させ、その物質の状態を用いて情報を表示するものである。このような電子ペーパーは、紙のように薄いために携帯がしやすいとともに、消費電力が少なく、また視野角が広く、さらには、電極に与える電荷によって表示される情報を書き換えることができるとともに、電源を切断した場合でも表示内容を保持できることから、今後のさらなる普及が予想される。
図5は、一般的な電子ペーパーの積層構造を示す図である。
一般的な電子ペーパーは図5に示すように、情報が表示されるディスプレイ部102と、ディスプレイ部102に情報を表示するための表示装置用電極基板101とが積層されて構成されている。
ディスプレイ部102は、ガラス等からなる透明基板171の一方の面に透明電極(例えば、ITO:Indium Tin Oxide)172が形成されてなる透明導電膜基板170と、枠材181及び隔壁182と、これら枠材181及び隔壁182で囲まれた領域に収容された隔壁内液体183とから構成されており、隔壁内液体183には、帯電性粒子184が分散している。
表示装置用電極基板101は、保護基材160と、保護基材160上に形成された複数の配線電極130と、この配線電極130と接続され、絶縁層140上に、透明導電膜基板170上に表示される情報に応じたパターンで形成された複数の表示電極110とから構成されており、配線電極130と表示電極110とは、絶縁層140に形成された導通部120を介して電気的に接続されている。
ディスプレイ部102と表示装置用電極基板101とは、透明電極172と表示電極110とが、枠材181及び隔壁182で囲まれた領域に収容された隔壁内液体183を介して対向するように積層されている。
上記のように構成された電子ペーパーにおいては、配線電極130によって表示電極110に選択的に電荷が付与されると、隔壁内液体183内にて帯電性粒子184がクーロン力で移動し、表示電極110と透明電極172のいずれか一方の側に付着する。そして、隔壁内液体183が染料または顔料で着色されており、帯電性粒子184が高屈折率の光散乱成分を含むため、表示電極110側に帯電性粒子184が付着した領域が着色された状態となり、また、透明電極172側に帯電性粒子184が付着した領域が白色となり、この着色された領域と白色の領域とによって所望の情報が表現され、透明導電膜基板170を表示装置用電極基板101とは反対側から見た場合、その表現された情報が見えるようになる。
上述した電子ペーパーは、例えば、絶縁層140としてPET(ポリエチレンテレフタレート)が用いられる。ところが、絶縁層140としてPETを用いた場合、製造工程において、導通部120を形成する際に、まず絶縁層140に穴を形成することになるが、この穴の微細加工が難しく、また、穴の周辺にバリ等が生じてしまい、電極間の導通を妨げてしまうことがある。また、加工や導通を確実にするために穴径を大きくする場合には穴跡が表示に現れ、表示される情報が見にくくなってしまうことがある。
そこで、近年においては、配線電極130が形成された保護基材160上に絶縁性材料を印刷製法で塗布することにより、絶縁層140を形成することが行われている。
図6は、図5に示した電子ペーパーの従来の製造方法を説明するための図である。
まず、保護基材160上に導電性材料を印刷製法で塗布することにより配線電極130を形成する(図6(a))。
次に、配線電極130が形成された保護基材160上に、配線電極130の導通部120が形成される領域を除く全面に絶縁性材料を印刷製法で塗布することにより絶縁層140を形成する(図6(b))。
次に、絶縁層140上において、絶縁層140が形成されていない領域を含み、表示される情報に応じたパターンの形状に導電性材料を印刷製法で塗布することにより複数の表示電極110を形成するととともに、この導電性材料を絶縁層140が形成されていない領域に入り込ませることにより導通部120を形成し、表示装置用電極基板101を完成させる(図6(c))。
その後、表示装置用電極基板101の表示電極110が形成された面側に、透明電極172と表示電極110とが、枠材181及び隔壁182で囲まれた領域に収容された隔壁内液体183を介して対向するようにディスプレイ部102を積層し、電子ペーパーを完成させる(図6(d))。
上述したように絶縁性材料を印刷製法で塗布することにより絶縁層140を形成する場合、表示電極110と配線電極130との導通部120を介する領域以外を絶縁層140によって確実に絶縁しなければならないとともに、導通部120のための穴部を確保するために、絶縁層140を形成するために塗布される絶縁性材料を、固形分比率が高く、粘度がある程度高いものを用いる必要がある。
しかし、そのような粘度の高い絶縁材料インキを用いた場合、レベリングが良くないために、図6(b)に示したように、絶縁層140の表面が、配線電極130の形状に沿って盛り上がり、それにより、図6(c)に示したように、その上に形成された表示電極110の表面に凹凸が生じてしまう。
図7は、図6に示した製造方法によって製造された電子ペーパーの表示電極110の表面に生じた凹凸による弊害を説明するための図である。
表示電極110の表面に凹凸が生じると、この表示装置用電極基板101上にディスプレイ部102が積層された場合、図7に示すように、ディスプレイ部102と表示電極110との間に空間190aが生じる領域ができる。
また、導通部120が形成された領域においては、絶縁層140上に塗布された導電性材料が絶縁層140が形成されていない領域に入り込むことによって表示電極110の表面が窪み、それにより、図7に示すように、ディスプレイ部102と表示電極110との間に空間190bが生じる領域ができる。
ここで、このような空間190a,190bが生じると、その領域においては、表示電極110と透明電極172との間に、帯電性粒子184が分散した隔壁内液体183の他に、空間190a,190b内の空気が介在することとなるが、空気は誘電率が小さいため、空気が介在した領域においては、ディスプレイ部102に情報が正しく表示されないこととなってしまうという問題点がある。
また、絶縁層140の表面に凹凸が存在するため、その上に形成された表示電極110が部分的に欠落しやすくなってしまうという問題点がある。
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、透明導電膜基板と対向して配置され、透明導電膜基板に情報を表示するための電荷が付与される表示電極の表面に生じる凹凸量を抑制することができる表示装置用電極基板の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
絶縁層の一方の面上に、表示される情報に応じたパターンで形成された複数の表示電極と、前記絶縁層の他方の面上に、該絶縁層に形成された導通部を介して前記複数の表示電極にそれぞれ接続されて形成され、前記複数の表示電極に選択的に電荷を付与するための複数の配線電極とを有してなる表示装置用電極基板の製造方法であって、
剥離基材上に、前記導通部を形成するための穴部が形成されるように絶縁性材料を塗布することにより、前記穴部を具備する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記穴部を含む所定のパターンの形状に導電性材料を塗布することにより、前記穴部に前記導電性材料を流し込んで前記導通部を形成するとともに、前記複数の配線電極を形成する工程と、
前記絶縁層から前記剥離基材を剥離する工程と、
前記絶縁層の前記配線電極が形成された面とは反対側の面上に、前記穴部を含んで前記パターンの形状に導電性材料を塗布することにより、前記複数の表示電極を形成する工程とを有する。
上記のように構成された本発明においては、まず、剥離基材上に、絶縁性材料を塗布することにより穴部を具備する絶縁層を形成し、次に、絶縁層上に、穴部を含む所定のパターンの形状に導電性材料を塗布することにより、穴部に導電性材料を流し込んで導通部を形成するとともに、複数の配線電極を形成し、次に、絶縁層から剥離基材を剥離し、その後、絶縁層の配線電極が形成された面とは反対側の面上に、穴部を含み、表示される情報に応じたパターンの形状に導電性材料を塗布することにより、導通部を介して配線電極と接続された複数の表示電極を形成する。
このように、剥離基材上にまず絶縁層を形成し、その絶縁層の一方の面に配線電極を形成し、他方の面に表示電極を形成するので、表示電極は、剥離基材上に形成されて凹凸が生じていない絶縁層上にて形成されることとなり、表示電極の表面に生じる凹凸量が抑制される。また、導通部を配線電極とともに形成した後に表示電極を形成するので、表示電極を形成する際に、表示電極を形成するための導電性材料が、導通部を形成するための穴部に入り込むことがなくなり、それによっても表示電極の表面に生じる凹凸量が抑制される。
以上説明したように本発明においては、絶縁層の一方の面上に、表示される情報に応じたパターンで形成された複数の表示電極と、絶縁層の他方の面上に、絶縁層に形成された導通部を介して複数の表示電極にそれぞれ接続されて形成され、複数の表示電極に選択的に電荷を付与するための複数の配線電極とを有してなる表示装置用電極基板を製造する場合に、剥離基材上にまず絶縁層を形成し、その絶縁層の一方の面に配線電極を形成し、他方の面に表示電極を形成するので、表示電極は、剥離基材上に形成されて凹凸が生じていない絶縁層上にて形成されることとなり、表示電極の表面に生じる凹凸量を抑制することができる。また、導通部を配線電極とともに形成した後に表示電極を形成するので、表示電極を形成する際に、表示電極を形成するための導電性材料が、導通部を形成するための穴部に入り込むことがなくなり、それによっても表示電極の表面に生じる凹凸量を抑制することができる。これにより、表示電極が部分的に欠落しやすくなることがなく、また、この表示装置用電極基板を、情報が表示されるディスプレイ部に積層した場合に、表示電極とディスプレイ部との間に空間が生じることがなくディスプレイ部に情報を正しく表示させることができる。
また、上述したように、表示電極を形成する際に、表示電極を形成するための導電性材料が、導通部を形成するための穴部に入り込むことがなくなるため、導通部を形成するための穴部の径を大きくすることができ、歩留まり率を向上させることができる。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の表示装置用電極基板の製造方法によって製造される表示装置用電極基板の実施の一形態を示す図であり、(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA−A’断面図である。
本形態は図1に示すように、一方の面に複数の表示電極10a〜10qが形成され、他方の面に複数の配線電極30が形成された絶縁層であるレジスト層40の配線電極30が形成された面に、保護基材60が粘着剤50によって貼着されて構成されている。
表示電極10a〜10qは、レジスト層40上に、表示される情報に応じたパターンで形成されている。本形態は、この表示電極10a〜10qを用いて数字を表示するものであって、表示電極10b,10cによって2つのセグメントからなる表示部と、表示電極10d〜10jによって7つのセグメントからなる表示部と、表示電極10k〜10qによって7つのセグメントからなる表示部とからなり、この表示電極10b〜10qと、数字の背景となる表示電極10aとに対する電荷の付与状態によって、“0”〜“199”までの数字を表示することができる。
配線電極30は、複数の表示電極10a〜10qに選択的に電荷を付与するためのものであって、レジスト層40の表示電極10a〜10qが形成された面とは反対側の面において、複数の表示電極10a〜10qにそれぞれ対向する領域から所定のパターンを有して延び、複数の表示電極10a〜10qに選択的に電荷を付与するための制御部(不図示)との接続部分まで形成されている。
また、レジスト層40には、表示電極10a〜10qのそれぞれに対応して、配線電極30と接続されるための導通部20が設けられており、表示電極10a〜10qはそれぞれこの導通部20を介して配線電極30と接続されている。この導通部20は、レジスト層40に設けられた穴部内に導電性材料が流れ込むことにより形成される。
以下に、上記のように構成された表示装置用電極基板1を用いた電子ペーパーについて説明する。
図2は、図1に示した表示装置用電極基板1を用いた電子ペーパーの一例を示す図であり、その断面を示す。
本例の電子ペーパーは図2に示すように、図1に示した表示装置用電極基板1の表示電極10a〜10qが形成された面にディスプレイ部2が積層されて構成されている。
ディスプレイ部2は、ガラス等からなる透明基板71の一方の面に透明電極(例えば、ITO)72が形成されてなる透明導電膜基板70と、枠材81及び隔壁82と、これら枠材81及び隔壁82で囲まれた領域に収容された隔壁内液体83とから構成されており、隔壁内液体83には、帯電性粒子84が分散している。
また、この隔壁82によって囲まれる領域は、表示電極10a〜10qの大きさよりも小さくなっている。
そして、ディスプレイ部2と表示装置用電極基板1とは、透明電極72と表示電極10a〜10qとが、枠材81及び隔壁82で囲まれた領域に収容された隔壁内液体83を介して対向するように積層されている。
図3は、図2に示した電子ペーパーの動作を説明するための図であり、(a)は断面を示す図、(b)は表示される情報を示す図である。
図2に示した電子ペーパーにて情報を表示する場合、例えば、透明電極72をGND電位とし、また、レジスト層40に形成された配線電極30のうち、透明導電膜基板70上に表示したい情報に対応する配線電極30をプラス電位とするとともに、その他の配線電極30をマイナス電位とする。これにより、表示電極10a〜10qのうち、プラス電位となった配線電極30に導通部20を介して接続された表示電極にプラスの電荷が付与されることになり、また、マイナス電位となった配線電極30に導通部20を介して接続された表示電極にマイナスの電荷が付与されることになる。なお、本形態においては、表示電極10a,10d,10jにマイナスの電荷が付与され、表示電極10b,10c,10e〜10i,10k〜10qにプラスの電荷が付与されたものとする。
すると、枠材81及び隔壁82で囲まれた領域に収容された隔壁内液体83が誘電性物質からなり、帯電性粒子84がマイナス電位に帯電しているものであることから、図3(a)に示すように、帯電性粒子84が隔壁内液体83内をクーロン力で移動し、マイナス電荷が付与された表示電極10a,10d,10iが形成された領域においては帯電性粒子84が透明電極72側に付着し、また、プラス電荷が付与された表示電極10b,10c,10e〜10i,10k〜10qが形成された領域においては帯電性粒子84が表示電極10b,10c,10e〜10i,10k〜10q側に付着する。
そして、隔壁内液体83が染料または顔料で着色されており、帯電性粒子84が高屈折率の光散乱成分を含むため、図3(b)に示すように、表示電極10b,10c,10e〜10i,10k〜10q側に帯電性粒子84が付着した領域が着色された状態となり、また、透明電極72側に帯電性粒子84が付着した領域が白色となり、それにより、表示電極10b,10c,10e〜10i,10k〜10qのパターンが組み合わされた情報が表現され、透明導電膜基板70を表示装置用電極基板1とは反対側から見た場合、その情報が見えるようになる。
このように、本形態における電子ペーパーは、ディスプレイ部2として、隔壁内液体83に分散した帯電性粒子84が、表示電極10a〜10qに対する電圧印加によって表示電極10a〜10q側または透明電極72側に移動して表示が切り替わる垂直型電気泳動方式の薄型表示部材を例に挙げて説明したが、ディスプレイ部2としては、表示電極10a〜10qと透明電極72との間における相転移による2つの異なる分子配向を利用して表示を行うコレステリック液晶方式や、透明電極72に染料を吸着させ、表示電極10a〜10qと透明電極72とから電解質溶液を通して電圧を印加し、有機染料を電気的に可逆的に酸化/還元状態にすることにより発色させるエレクトロクロミック方式や、EL(Electro Luminescence)等、電圧印加によって表示が切り替わる薄型表示部材であれば適用することができる。
以下に、上述した電子ペーパーの製造方法について説明する。
図4は、図1及び図2に示した電子ペーパーの製造方法を説明するための図である。
まず、PPやPET、あるいはPETに剥離加工が施されたものからなる剥離基材である剥離フィルム90a上に、穴部41が形成されるように絶縁性レジストを15μm以上の厚さで印刷することにより、穴部41を具備するレジスト層40を形成する(図4(a))。なお、穴部41は、後に導電性ペーストが流れ込むことにより導通部20となる領域である。
次に、剥離フィルム90a上に形成されたレジスト層40上に、銀ペーストやカーボンペースト等の導電性ペーストを用いて、レジスト層40が形成されていない領域、すなわち、穴部41を含んで、この穴部41から、複数の表示電極10a〜10qに選択的に電荷を付与するための制御部との接続部分まで所定のパターンを有して延びるような形状に5μm以上の厚さでスクリーン印刷を施し、複数の配線表示電極30を形成するとともに、導電性ペーストを穴部41に流れ込ませることにより導通部20を形成する(図4(b))。
次に、レジスト層40の剥離フィルム90aとは反対側の面、すなわち配線表示電極30が形成された面の全面に、PPやPET、あるいはPETに剥離加工が施されたものからなる剥離フィルム90bを貼着するとともに(図4(c))、レジスト層40から剥離フィルム90aを剥離する(図4(d))。
次に、レジスト層40の配線表示電極30が形成された面とは反対側の面上に、銀ペーストやカーボンペースト等の導電性ペーストを用いて、導通部20が形成された穴部41を含んで、透明導電膜基板70に表示される情報に応じたパターンの形状に5μm以上の厚さでスクリーン印刷を施し、複数の表示配線電極10a〜10qを形成する(図4(e))。この際、穴部41においては導通部20が形成されており、この導通部20は配線電極30から表示電極10a〜10qが形成される面まで形成されているので、スクリーン印刷による導電性ペーストが穴部41に流れ込むことがなく、それにより、表面電極10a〜10qが穴部41の領域にて窪むことがなくなり、穴部41の径を大きくすることができ、歩留まり率を向上させることができる。
次に、レジスト層40から剥離フィルム90bを剥離するとともに、レジスト層40の配線電極30が形成された面の全面に、保護基材60を粘着剤50によって貼着する(図4(f))。
上記のようにして製造された表示装置用電極基板1においては、表示電極10a〜10qが形成された面の凹凸を±1μm未満に抑えることができ、表示電極10a〜10qが部分的に欠落しやすくなることがない。
その後、表示装置用電極基板1の表示電極10a〜10qが形成された面側に、透明電極72と表示電極10a〜10qとが、枠材81及び隔壁82で囲まれた領域に収容された隔壁内液体83を介して対向するようにディスプレイ部2を薄い接着層を設ける等して積層、接着し、電子ペーパーを完成させる(図4(g))。
上記のように製造された電子ペーパーにおいては、表示電極10a〜10qとディスプレイ部2との間に空間が生じることがなく、表示電極10a〜10qに付与された電荷に応じた情報を透明導電膜基板70上に正しく表示させることができる。
なお、本形態においては、レジスト層40に配線表示電極30を形成した後に、その面に剥離フィルム90bを貼着しているが、レジスト層40に配線表示電極30を形成した後に、その段階でその面に、保護基材60を粘着剤50によって貼着してもよい。
また、本形態においては、配線電極30が、レジスト層40の表示電極10a〜10qが形成された面とは反対側の面において、導通部20となる領域を含んで、複数の表示電極10a〜10qにそれぞれ対向する領域から、複数の表示電極10a〜10qに選択的に電荷を付与するための制御部との接続部分まで所定のパターンを有して延びるような形状に形成されているが、レジスト層40の表示電極10a〜10qが形成された面とは反対側の面の配線とは無関係の領域にもベタ状態で形成されていてもよい。
本発明の表示装置用電極基板の製造方法によって製造される表示装置用電極基板の実施の一形態を示す図であり、(a)は表面から見た図、(b)は(a)に示したA−A’断面図である。 図1に示した表示装置用電極基板を用いた電子ペーパーの一例を示す図である。 図2に示した電子ペーパーの動作を説明するための図であり、(a)は断面を示す図、(b)は表示される情報を示す図である。 図1及び図2に示した電子ペーパーの製造方法を説明するための図である。 一般的な電子ペーパーの積層構造を示す図である。 図5に示した電子ペーパーの従来の製造方法を説明するための図である。 図6に示した製造方法によって製造された電子ペーパーの表示電極の表面に生じた凹凸による弊害を説明するための図である。
符号の説明
1 表示装置用電極基板
2 ディスプレイ部
10a〜10q 表示電極
20 導通部
30 配線電極
40 レジスト層
41 穴部
50 粘着剤
60 保護基材
70 透明導電膜基板
71 透明基板
72 透明電極
81 枠材
82 隔壁
83 隔壁内液体
84 帯電性粒子
90a,90b 剥離フィルム

Claims (1)

  1. 絶縁層の一方の面上に、表示される情報に応じたパターンで形成された複数の表示電極と、前記絶縁層の他方の面上に、該絶縁層に形成された導通部を介して前記複数の表示電極にそれぞれ接続されて形成され、前記複数の表示電極に選択的に電荷を付与するための複数の配線電極とを有してなる表示装置用電極基板の製造方法であって、
    剥離基材上に、前記導通部を形成するための穴部が形成されるように絶縁性材料を塗布することにより、前記穴部を具備する絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層上に、前記穴部を含む所定のパターンの形状に導電性材料を塗布することにより、前記穴部に前記導電性材料を流し込んで前記導通部を形成するとともに、前記複数の配線電極を形成する工程と、
    前記絶縁層から前記剥離基材を剥離する工程と、
    前記絶縁層の前記配線電極が形成された面とは反対側の面上に、前記穴部を含んで前記パターンの形状に導電性材料を塗布することにより、前記複数の表示電極を形成する工程とを有する、表示装置用電極基板の製造方法。
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